JP2007205821A - メソポーラス酸化チタン系糖センサー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メソポーラス構造を有する金属酸化物からなる糖センサーであって、該金属酸化物と糖類の反応生成物に基づく可視光領域における光吸収を指標として糖類の濃度を測定する糖センサー、糖測定用試薬、及び糖測定方法。
【効果】広い濃度範囲にわたり、高精度で、簡便、迅速に糖類濃度を測定することが可能であり、また、保存安定性に優れた糖センサーを提供することができる。
【選択図】図1
Description
(1)メソポーラス構造を有する金属酸化物からなる糖センサーであって、該金属酸化物と糖類の反応生成物に基づく可視光領域における光吸収を指標として糖類の濃度を測定する機能を有することを特徴とする糖センサー。
(2)金属酸化物が、金属酸化物ナノ球状粒子の集合構造から形成されるナノ細孔からなるメソポーラス構造を有する金属酸化物ナノ球状粒子多孔体である、前記(1)に記載の糖センサー。
(3)金属酸化物が、400℃以上の高耐熱性のメソポーラス構造を有する金属酸化物である、前記(1)に記載の糖センサー。
(4)金属酸化物が、1)平均粒子径が20〜400nm、2)比表面積が200〜600m2/g、3)平均細孔径が1.0〜9.0nm、4)アモルファスないし高結晶に結晶性が制御されている、5)メソとマイクロポーラスの細孔を含む三次元的な細孔構造を有する金属酸化物である、前記(1)に記載の糖センサー。
(5)金属酸化物が、チタン、セリウム、及びニオブから選ばれる一種又はそれ以上の金属の酸化物である、前記(1)に記載の糖センサー。
(6)金属酸化物が、アモルファス又はアナターゼ型の酸化チタンである、前記(5)に記載の糖センサー。
(7)金属酸化物が、0.3〜0.6ml/gの細孔容積を有する金属酸化物である、前記(1)に記載の糖センサー。
(8)糖類が、グルコース、フラクトース、マルトース、ラクトース、又はそれらの誘導体から選ばれる、前記(1)に記載の糖センサー。
(9)金属酸化物が、多孔質物に担持されている、前記(1)に記載の糖センサー。
(10)多孔質物が、多孔質セルロースである、前記(9)に記載の糖センサー。
(11)メソポーラス構造を有する金属酸化物からなる糖測定用試薬であって、該金属酸化物と糖類の反応生成物に基づく可視光領域における光吸収を指標として糖類の濃度を測定する機能を有することを特徴とする糖測定用試薬。
(12)金属酸化物が、金属酸化物ナノ球状粒子の集合構造から形成されるナノ細孔からなるメソポーラス構造を有する金属酸化物ナノ球状粒子多孔体である、前記(11)に記載の糖測定用試薬。
(13)前記(1)から(10)のいずれかに記載の糖センサーを使用して、生理学的試料中に含まれる糖類の濃度を測定することを特徴とする糖測定方法。
本発明は、メソポーラス構造を有する金属酸化物、例えば、金属酸化物ナノ球状粒子の集合構造から形成されるナノ細孔からなるメソポーラス構造を有する金属酸化物ナノ球状粒子多孔体と糖類の反応により、可視光領域に吸収波長を有する錯化合物が形成されるという新しい原理に基づく糖センサーに係るものであり、メソポーラス構造を有する金属酸化物を呈色試薬として使用することにより、試料中に含まれる微量の糖類を高精度で、簡便に測定することを可能とするものである。
(1)被検体中に含有されている糖類を、広い濃度範囲(0.000001〜0.01モル/l)で、迅速且つ簡便に測定することができるセンサーを提供することができる。
(2)広い糖濃度範囲にわたり呈色した色彩は、階調性に優れているため、広い範囲で精度良く糖濃度を測定することができる糖センサーを提供することができる。
(3)メソポーラス構造を有する金属酸化物のメソポーラス構造が安定性に優れているため、長期間の保存が可能であり、測定値の再現性が高い糖センサーを提供することができる。
(4)本発明により、測定者の個人差や、測定環境に関係のない精度の高い測定が可能である。
(5)廉価で、入手しやすい物質、また、環境に優しい物質により糖センサーを作製し、提供することができる。
(6)生理学的試料を含めて何れの試料にも適用が可能である糖センサー、糖測定用試薬、及び糖測定方法を提供することができる。
ワッターマンフィルター上に、メソポーラス構造を有する二酸化チタンが担持された安定な試験紙を、以下に記載する方法で作製した。まず、エチルアセテート中に分散したTiOB分散液(体積比で3:1)を調製し、この分散液中に、ワッターマンフィルター片を浸漬した。次いで、TiOBを含浸したフィルター片を取り出し、余分な液を除去した後、脱イオン水に浸漬して、TiOBを加水分解した。この操作により、フィルター片上には、安定な酸化チタンの被覆が速やかに形成され、それは、十分な強度と、耐水性を有していた。約1時間放置した後、フィルター片を、80℃の熱水で6時間加熱処理して、酸化チタンを結晶化した。
上記の方法で作製した試験紙を、あらかじめ濃度が判明しているグルコース溶液中に浸漬した。試験紙を浸漬した状態でグルコース溶液を、80℃で1時間加熱処理した。その結果、図4に示すように、グルコースと二酸化チタンが反応して、二酸化チタンは明るい白色から黄褐色へと溶液中のグルコース濃度の変化に対応して色彩が変化した。図4中の各試料のグルコースの濃度(モル/20ml)は、(a)0.0000;(b)0.00025;(c)0.0005;(d)0.001;(e)0.002;(f)0.004;(g)0.008;(h)0.016;(i)0.048;(j)0.1;(k)0.25;(l)0.425である。
Claims (13)
- メソポーラス構造を有する金属酸化物からなる糖センサーであって、該金属酸化物と糖類の反応生成物に基づく可視光領域における光吸収を指標として糖類の濃度を測定する機能を有することを特徴とする糖センサー。
- 金属酸化物が、金属酸化物ナノ球状粒子の集合構造から形成されるナノ細孔からなるメソポーラス構造を有する金属酸化物ナノ球状粒子多孔体である、請求項1に記載の糖センサー。
- 金属酸化物が、400℃以上の高耐熱性のメソポーラス構造を有する金属酸化物である、請求項1に記載の糖センサー。
- 金属酸化物が、(1)平均粒子径が20〜400nm、(2)比表面積が200〜600m2/g、(3)平均細孔径が1.0〜9.0nm、(4)アモルファスないし高結晶に結晶性が制御されている、(5)メソとマイクロポーラスの細孔を含む三次元的な細孔構造を有する金属酸化物である、請求項1に記載の糖センサー。
- 金属酸化物が、チタン、セリウム、及びニオブから選ばれる一種又はそれ以上の金属の酸化物である、請求項1に記載の糖センサー。
- 金属酸化物が、アモルファス又はアナターゼ型の酸化チタンである、請求項5に記載の糖センサー。
- 金属酸化物が、0.3〜0.6ml/gの細孔容積を有する金属酸化物である、請求項1に記載の糖センサー。
- 糖類が、グルコース、フラクトース、マルトース、ラクトース、又はそれらの誘導体から選ばれる、請求項1に記載の糖センサー。
- 金属酸化物が、多孔質物に担持されている、請求項1に記載の糖センサー。
- 多孔質物が、多孔質セルロースである、請求項9に記載の糖センサー。
- メソポーラス構造を有する金属酸化物からなる糖測定用試薬であって、該金属酸化物と糖類の反応生成物に基づく可視光領域における光吸収を指標として糖類の濃度を測定する機能を有することを特徴とする糖測定用試薬。
- 金属酸化物が、金属酸化物ナノ球状粒子の集合構造から形成されるナノ細孔からなるメソポーラス構造を有する金属酸化物ナノ球状粒子多孔体である、請求項11に記載の糖測定用試薬。
- 請求項1から10のいずれかに記載の糖センサーを使用して、生理学的試料中に含まれる糖類の濃度を測定することを特徴とする糖測定方法。
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