Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3095472B2 - スーパーオキシドセンサー - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3095472B2 - スーパーオキシドセンサー - Google Patents

スーパーオキシドセンサー

Info

Publication number
JP3095472B2
JP3095472B2 JP03239949A JP23994991A JP3095472B2 JP 3095472 B2 JP3095472 B2 JP 3095472B2 JP 03239949 A JP03239949 A JP 03239949A JP 23994991 A JP23994991 A JP 23994991A JP 3095472 B2 JP3095472 B2 JP 3095472B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
superoxide
iron
complex
sensor
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03239949A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06130056A (ja
Inventor
勝 佐藤
武揚 飯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP03239949A priority Critical patent/JP3095472B2/ja
Publication of JPH06130056A publication Critical patent/JPH06130056A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3095472B2 publication Critical patent/JP3095472B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は溶液中のスーパーオキ
シドの分析を行うセンサーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】生体内における防御機構の一つは食細胞
(多形核白血球など)による食作用である。この場合に
はスーパーオキシドが生成され,これがさらに第2の反
応によって強力な殺菌作用をもつ物質に変換され,殺菌
を行うと考えられている。またスーパーオキシドは発ガ
ン作用を持ち,ガンの組織内で大量に生成されていると
いわれている。さらに近年になり,老化との関連がある
ことが注目されている。これらの研究のためには,スー
パーオキシドは不安定な物質であるために測定は生体内
で行うことが不可欠である。
【0003】しかしスーパーオキシドの適切な測定手段
が存在しないために,これらの研究には困難が伴い,さ
ほど進捗していないのが現状である。従来,スーパーオ
キシドの測定にはチトクロームc還元法が用いられてき
た。スーパーオキシドは,酸化型のチトクロムcを還元
し,自身は酸素分子となる。還元されたチトクロムcは
吸光スペクトルの変化を起こし,通常これは550nm
の吸光度で測定される。すなわち,既知量のチトクロム
cの550nmでの吸光度変化によりスーパーオキシド
の量を定量する。この方法は操作が煩雑であり熟練を要
し,装置が大型になってしまう。なによりもin vitro即
ち生体外でなければ測定は行うことができないという問
題を有しており、前述のような研究に適用することは困
難であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って,スーパーオキ
シドを簡便かつ高感度にて安定して測定することのでき
る手段の開発が望まれていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は,かかる課題
を解決するための手段を開発すべく鋭意研究を重ねた。
その結果,特定の構造の化合物と鉄(2価)からなる金
属錯体が分散したマトリックスを固定したpH感受性素
子が、スーパーオキシドに対し高感度かつ安定したセン
サーとなることを見いだし,本発明を完成するに至っ
た。尚、スーパーオキシドを直接測定することができる
センサーは現在までのところ知られていない。
【0006】すなわち、本発明は、一般式[1]
【0007】
【化3】
【0008】(但し、R1
【0009】
【化4】
【0010】、R2は水素、またはメチル基)で表され
るテトラキス(2−ピリジルメチル)−ジアミノ化合物
が配位した鉄(2価)錯体をpH感受性素子に固定化し
てなるスーパーオキシドセンサーである。
【0011】一般式[1]で表される上記ジアミノ化合
物は、鉄化合物に配位して鉄(2価)錯体を形成する配
位子である。
【0012】一般式[1]中、R1
【0013】
【化5】
【0014】で表される基であり,−CH2−CH2−C
2−基などの主鎖の炭素数が3以上の基ではセンサー
とした時の感度がほとんど発現しない。またR2は水素
もしくはメチル基である。
【0015】これらテトラキス(2−ピリジルメチル)
−ジアミノ化合物を具体的に例示すると次のものが挙げ
られる。
【0016】
【化6】
【0017】これらジアミノ化合物の製造方法は特に限
定されず,公知の方法が採用される。例としては The
Jouranal of Biological Chemistry,vo.264,9243-9249
ページ(1989年),Helvetica Chimica Acta vol.50,23
30-2332ページ(1967年)に記載された方法が挙げられ
る。また、本発明者らはさらに上記合成法に相間移動触
媒を用いることにより、収率よく合成することができる
ことを見いだしている。 鉄(2価)錯体を形成する一
方の鉄化合物としては、水溶性の2価の鉄化合物が特に
限定されずに用いられる。該鉄化合物を具体的に例示す
れば、硫酸鉄[FeSO4]、塩化第一鉄[FeC
2]、乳酸鉄[Fe(CH3CHOHCOO)2]、シ
ュウ酸鉄[FeC24]等が挙げられる。
【0018】上記ジアミノ化合物は、鉄化合物の鉄(2
価)イオンと錯形成して,モル比で1:1錯体が形成さ
れる。ただし,R1がシクロヘキセニル基である場合に
は2:3錯体が形成される。錯体の生成方法は特に限定
されず公知の方法が用いられる。例えば,一般式[1]
で表されるジアミノ化合物のメタノール溶液中に硫酸鉄
(FeSO4)水溶液を添加し室温で攪はんする方法が挙げ
られる。
【0019】一般式[1]のジアミノ化合物の鉄(2
価)錯体は下に示した反応の触媒作用を持つ。
【0020】
【化7】
【0021】この反応の際に水素イオンが消費されるた
めにpH変化を起こす。即ち、存在するスーパーオキシ
ドの量に水素イオン消費量は比例するため、pH変化の
大きさはスーパーオキシドの存在量に依存する。このた
め,一般式[1]で表されるジアミノ化合物の鉄(2
価)錯体およびpH感受性素子を組み合わせることによ
り,スーパーオキシドの定量が可能となる。
【0022】上記錯体をpH感受性素子上に固定する方
法は特に限定されず公知の種々の方法を用いることがで
きる。例えばpH感受性素子上に樹脂の薄膜をキャスト
法により形成し,その薄膜に上記錯体を吸着させること
ができる。この場合,用いる樹脂はイオン交換樹脂であ
ることが好適であり,さらにカルボキシル基,スルホン
酸基などをイオン交換基として持つカチオン交換樹脂を
用いることが望ましい。
【0023】また、上述したような樹脂と一般式[1]
で表されるジアミノ化合物の鉄(2価)錯体を有機溶媒
に溶解し、これをpH感受性素子上に塗布し乾燥するこ
とにより薄膜を得る方法も有用である。
【0024】pH感受性素子としては特に限定されず種
々の素子を用いることができる。ガラス電極により構成
されたpHセンサーがその一例として挙げられる。特に
感度,応答速度,スーパーオキシドセンサーとして構成
したときの小型化の容易さなどからISFET(Ion Se
lective Field Effect Transistor)を用いることが好
適である。
【0025】
【発明の効果】このようにして構成されたスーパーオキ
シドセンサーは高感度であり、かつ安定した測定を行う
ことができる。本発明のセンサーは、微少なpH感受性
素子、例えば直径1mm程度の大きさのISFETを使用
することにより容易に小型化が可能である。これに生体
適合材料で被覆したリード線を取り付けることにより生
体内に挿入し、センサーの出力を生体外に取り出して使
用することが可能である。即ち、本発明のセンサーを用
いることにより従来困難であった生体内での測定が可能
となる。そのため,本発明は医学,生化学分野において
非常に有用な測定手段であり,その工業的価値は大き
い。
【0026】以下に本発明をさらに具体的に説明するた
めに実施例を挙げるが,本発明はこれら実施例に限定さ
れるものではない。
【0027】
【実施例】 製造例1 1.97g(12mmol)の2−ピコリルクロリド塩酸塩を0.5ml
の水に溶解し5Mの水酸化ナトリウム水溶液3mlを窒素雰
囲気下で攪拌しながら加えた。得られた赤色の溶液に0.
18g(3mmol)の1,2−ジアミノエタンと20mg(0.07mmo
l)のセチルトリメチルアンモニウムクロリドを加え、室
温条件で24時間攪拌を続けた。溶液から生成物をジク
ロロメタンにて抽出しジクロロメタン溶液を水で洗浄
し、硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶分を濾過後、減
圧留去により固形物を得た。これをアルミナを担体とす
るクロマトグラフ法により精製し、1.1gのN,N,N',N'-Te
trakis(2-pyridylmetyl)-1,2-diaminoethaneを得た(収
率68%)。
【0028】同様の操作で原料に種々の化合物を用いる
ことにより4種の化合物を得た。これらをあわせて表1
に示す。
【0029】
【表1】
【0030】これらの化合物を5mmol含有するメタノー
ル溶液30mlに5mmolの硫酸鉄を含有する水溶液0.5mlを加
え,室温で10分攪はんした。溶媒を留去し,これに50
mMリン酸カリウム緩衝液10mlで溶解した。このようにし
て表2に示す5種類の鉄(2価)錯体の水溶液を得た
(溶液No.1〜5)。溶液No.3のみは7.5mmolの硫酸鉄
を含有する水溶液を用いた。 実施例1 SOD(スーパーオキシダーゼ)活性の測定 製造例にて合成した各錯体のSOD活性{式(1)の反
応に対する触媒活性}を測定した.測定はチトクローム
c法を用いた.測定方法について以下に述べる。
【0031】キサンチンは,キサンチノキシダーゼ(X
OD)の存在下で測定溶液中の溶存酸素からスーパーオ
キシド(O2 -・)を発生する。このスーパーオキシドは
酸化型チトクロームcを還元し自身は酸素分子になる。
チトクロームcは還元型に変化するため550nmにおけ
る吸光度が減少する。
【0032】SOD活性をもつ化合物が存在すると,ス
ーパーオキシドは素早く捕らえられ,不均化し酸素と過
酸化水素を生成する。そのために酸化型チトクロームc
の還元は阻害される。
【0033】
【化8】
【0034】SOD活性物質無添加系に対するSOD活
性物質添加系の550nmにおける吸光度の単位時間(1
分)変化量の割合が50%になるときのSOD活性物質
の濃度(mol/l)をSOD活性(IC50)として、 測定
結果を表2に示した。比較例として,Bacillus stearot
hermophilus由来のSOD活性物質を示した。
【0035】
【表2】 表2 ----------------------------------------------------------- 溶液No. SOD活性物質 IC50(mol/l) ----------------------------------------------------------- 比較例 3.8 1 化合物No.1−鉄(2価)錯体 1.1 2 化合物No.2−鉄(2価)錯体 1.1 3 化合物No.3−鉄(2価)錯体 0.56 4 化合物No.3−鉄(2価)錯体 0.80 5 化合物No.4−鉄(2価)錯体 3.8 ---------------------------------------------------------- 溶液No.1〜4の鉄錯体は高いSOD活性を有している
ことが判明した。 溶液No.5の鉄錯体も微生物由来のS
OD活性物質と同程度の活性を示した。 また,溶液N
o.1、及び4のSOD活性の温度依存性を測定した。結
果を図1に示した。SOD活性は温度にほとんど依存し
ないことが判明した。
【0036】さらに溶液No.1、及び4のSOD活性の
経時変化を測定した。錯体の水溶液を室温で保存し,チ
トクロームc法におけるチトクロームcの還元阻害率を
測定した。結果を図2に示した。溶液No.4では1カ月
以上にわたって高いSOD活性を示した。
【0037】実施例 2 ISFET電極(新電元工業株式会社製)上にキャスト
法により陽イオン交換樹脂の一種であるNafion(商品
名:デュポン社製)の薄膜を形成した。この電極をを上
述の溶液No.1〜5に浸すことにより各種錯体を固定化
したスーパーオキシドセンサーを得た。(センサーNo.
1〜5) 各種スーパーオキシド発生量の溶液を,各種濃度のキサ
ンチン−キサンチンオキシダーゼにより調製し,試料溶
液とした。センサーNo.1のスーパーオキシドセンサー
と,基準電極としてNafion膜のみを固定化したISFE
T電極を試料溶液に浸したときの差動出力電位を測定し
た。その差動出力電位の時間変化量(mV/min)とスーパー
オキシド発生速度(M/min)との関係を図3に示した。
(スーパーオキシド発生速度はチトクロームc還元法に
より測定した)スーパーオキシド発生速度が0.5μmo
l/min以上で著しい電位の増加傾向がみられた。本セン
サーは極微量のスーパーオキシドの定量が可能であるこ
とを示している。No.2〜5についても同様の測定を行
ったところほぼ同程度の結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1にて測定した、2種類のSOD活性物
質のSOD活性の温度依存性を示すグラフである。
【図2】実施例1にて測定した、2種類のSOD活性物
質のSOD活性の経時変化を示すグラフである。
【図3】実施例2において測定したスーパーオキシドセ
ンサーと基準電極との差動出力電位の時間変化量とスー
パーオキシド発生速度との関係を示した図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/48 - 33/52 G01N 33/58 - 33/98 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式[1] 【化1】 (但し、R1は 【化2】 、R2は水素、またはメチル基)で表されるテトラキス
    (2−ピリジルメチル)−ジアミノ化合物が配位した鉄
    (2価)錯体をpH感受性素子に固定化してなるスーパ
    ーオキシドセンサー。
JP03239949A 1991-09-19 1991-09-19 スーパーオキシドセンサー Expired - Fee Related JP3095472B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03239949A JP3095472B2 (ja) 1991-09-19 1991-09-19 スーパーオキシドセンサー

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03239949A JP3095472B2 (ja) 1991-09-19 1991-09-19 スーパーオキシドセンサー

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06130056A JPH06130056A (ja) 1994-05-13
JP3095472B2 true JP3095472B2 (ja) 2000-10-03

Family

ID=17052226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03239949A Expired - Fee Related JP3095472B2 (ja) 1991-09-19 1991-09-19 スーパーオキシドセンサー

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3095472B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2863491B2 (ja) * 1996-06-07 1999-03-03 株式会社京都第一科学 試薬組成物、試験片及び測定キット
JP4567490B2 (ja) * 2005-03-04 2010-10-20 真 湯浅 スーパーオキシドアニオンラジカルの測定方法
JP2006242783A (ja) * 2005-03-04 2006-09-14 Makoto Yuasa ポルフィリン電解重合膜修飾白金線状センサー
JP5317256B2 (ja) * 2007-08-10 2013-10-16 独立行政法人日本原子力研究開発機構 抽出剤及び抽出分離方法、並びにn,n,n’,n’’−テトラキス(2−メチルピリジル)エチレンジアミン誘導体及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
「電気化学協会第58回大会講演要旨集」社団法人電気化学協会発行 平成3年3月22日 P135

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06130056A (ja) 1994-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dang et al. AuNPs-NH2/Cu-MOF modified glassy carbon electrode as enzyme-free electrochemical sensor detecting H2O2
Matzapetakis et al. Manganese citrate chemistry: syntheses, spectroscopic studies, and structural characterizations of novel mononuclear, water-soluble manganese citrate complexes
DE60211213T2 (de) Elektrode für aktive sauerstoffspezies und die elektrode verwendender sensor
Baghayeri et al. Amperometric glucose biosensor based on immobilization of glucose oxidase on a magnetic glassy carbon electrode modified with a novel magnetic nanocomposite
MansouriMajd et al. Fabrication of electrochemical theophylline sensor based on manganese oxide nanoparticles/ionic liquid/chitosan nanocomposite modified glassy carbon electrode
ES2202489T3 (es) Biosensor exento de interferencias.
Carlson et al. A new class of DNA metallobinders showing spectator ligand size selectivity: binding of ligand-bridged bimetallic complexes of ruthenium (II) to calf thymus DNA
Paimard et al. Determination of ganciclovir as an antiviral drug and its interaction with DNA at Fe3O4/carboxylated multi-walled carbon nanotubes modified glassy carbon electrode
Yu et al. Adding a second quinol to a redox-responsive MRI contrast agent improves its relaxivity response to H2O2
Yang et al. Attachment of nickel hexacyanoferrates nanoparticles on carbon nanotubes: preparation, characterization and bioapplication
Fan et al. The mimetic assembly of cobalt prot-porphyrin with cyclodextrin dimer and its application for H2O2 detection
Zheng et al. Electron transfer from graphene quantum dots to the copper complex enhances its nuclease activity
Feng et al. Impact of the size effect on enzymatic electrochemical detection based on metal-organic frameworks
Sęk et al. Nanoconjugates of ferrocene and carbon-encapsulated iron nanoparticles as sensing platforms for voltammetric determination of ceruloplasmin in blood
WO2016108671A1 (ko) 전기화학적 바이오센서
Martínez-Pérez-Cejuela et al. Chemiluminescence “Add-and-measure” sensing paper based on the prussian blue/metal–organic framework MIL-101 nanozyme for rapid hydrogen peroxide detection
Li et al. Chemiluminescence flow biosensor for determination of total D-amino acid in serum with immobilized reagents
Cassatt et al. Kinetics of oxidation of reduced cytochrome c by ferricyanide derivatives
JP3095472B2 (ja) スーパーオキシドセンサー
Raveh et al. Determination of NO production in melanoma cells using an amperometric nitric oxide sensor
Pladziewicz et al. Metalloprotein-cobalt cage electron transfer and the stereoselective reduction of spinach plastocyanin by. LAMBDA.-and. DELTA.-[Co ((N (CH3) 3) 2-sar)] 4+
US20090071848A1 (en) Cerium oxide nanoparticle regenerative free radical sensor
US20150160152A1 (en) Electrode for superoxide anion and sensor including the same
Wang et al. Enhanced electron transfer for hemoglobin entrapped in a cationic gemini surfactant films on electrode and the fabrication of nitric oxide biosensor
Erkmen et al. Nanozymes in Electrochemical Analysis

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees