Development of a Sensor for Direct Detection of Proteins Based on Reverse Micelle Electro-extraction

基于反胶束电萃取的蛋白质直接检测传感器的开发

• 批准号: 18550072
• 负责人: OSAKAI Toshiyuki
• 金额: $ 2.64万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18550072/
• 关键词: oil; water interface; protein; sensor; surfactant; reverse micelle

Electrochemical sensors for rapid and simple detection of proteins in biological and food samples are desirable. In this study, we have developed a direct protein sensor, which detects proteins as the current signal for their transfer at the oil/water interface. As the fundamental study, we have investigated the voltammetric behaviors of several proteins at the polarized oil/water interface in the presence of anionic surfactants. When the water phase was neutral (pH 7), it was confirmed that reverse micelles formed at the interface could transport proteins into the oil phase. Under these conditions, however, we could not observe any voltammetric wave due to the transfer of proteins other than a small protein, i.e. protamine. When the water phase was acidic (e.g., pH 3.5), however, all the proteins studied gave a well-developed voltammetric wave. Then, the reaction mechanism has been studied in detail, with the help of controlled potential electrolysis. It has been found that under the acidic conditions, protein-containing reverse micelles do not stably exist in the oil phase, and in turn the protein-surfactant complexes are adsorbed at the oil/water interface, giving the voltammetric wave. When the surfactant concentration is high enough, the peak current of the voltammetric wave should be proportional to the protein concentration. The potential, where the voltammetric wave appears, is different between proteins. It has thus been confirmed that the present electrochemical reaction enables us to carry out quantitative and qualitative analyses of proteins and to establish the principle of a new, direct protein sensor. Furthermore, we have made a prototype of an on-line protein sensor using a whole electrolytic cell with a polarized oil/water interface and have examined the basic performance.

希望在生物学和食物样品中快速和简单检测蛋白质的电化学传感器。在这项研究中，我们开发了一种直接的蛋白质传感器，该传感器检测到蛋白质作为当前在油/水界面转移的信号。作为基本研究，我们研究了在阴离子表面活性剂存在下极化油/水界面上几种蛋白质的伏安行为。当水相是中性的（pH 7）时，可以证实在界面形成的反向胶束可以将蛋白质传输到油相。但是，在这些条件下，由于小蛋白质（即精蛋白）的转移，我们无法观察到任何伏安波。但是，当水相是酸性的（例如，pH 3.5）时，所有研究的蛋白质都会产生发达的伏安级波。然后，在受控电势电解的帮助下进行了详细研究了反应机制。已经发现，在酸性条件下，含蛋白质的反向胶束在油相中并不稳定，进而在油/水界面上吸附了蛋白质表面活性剂复合物，从而产生了伏安级波。当表面活性剂浓度足够高时，伏安波的峰值电流应与蛋白质浓度成正比。伏安波出现的电势在蛋白之间是不同的。因此，已经证实，目前的电化学反应使我们能够对蛋白质进行定量和定性分析，并确定一种新的直接蛋白质传感器的原理。此外，我们使用具有偏振油/水接口的整个电解细胞制作了在线蛋白传感器的原型，并检查了基本性能。

项目成果

Fabrication of a Four-Electrode Electrolytic Cell for Charge-Transfer Voltammetry with the Oil/Water Interface(review)

用于油/水界面电荷转移伏安法的四电极电解池的制造（综述）

• 发表时间: 2006
• 期刊: Rev. Polarogr 52
• 作者: Claude F.Bernasconi;Shoshana D.Brown;Mahammad Ali;Zvi Rappoport;Hiroshi Yamataka;Hatim Salim;香取 哲次;佐藤 真;佐藤 真;片山 美佳;秋元 諒;狩野 真啓;安藤 健一;長谷川 拡人;片山 美佳;佐藤 真;片山 美佳;長谷川 拡人;秋元 諒;香取 哲次;山高 博;香取 哲次;望月 祐志;望月 祐志;佐藤 真;阿部 正統;片山 美佳;佐藤 真;香取 哲次;吉村 亘由;秋元 諒;長谷川 拡人;H.Yamataka;M.Sato;Y.Komeiji;H. Yamataka;M. Sato;M. Katayama;Y. Komeiji;大久 真幸;香取 哲次;阿部 正統;片山 美佳;長谷川 拡人;佐藤 真;吉村 亘由;山高 博;Y.Ren;H. Yamataka;T. Sugihara;T. Osakai;T. Sugihara;T. Osakai;T. Osakai;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;T.Osakai;大堺 利行;M. Shinshi;大堺 利行;T. Osakai;T. Osakai
• 通讯作者: T. Osakai

Mechanistic Study of Electrochemical Extraction of Proteins by Reverse Micelle Formation

反胶束形成电化学提取蛋白质的机理研究

• 发表时间: 2007
• 作者: Claude F.Bernasconi;Shoshana D.Brown;Mahammad Ali;Zvi Rappoport;Hiroshi Yamataka;Hatim Salim;香取 哲次;佐藤 真;佐藤 真;片山 美佳;秋元 諒;狩野 真啓;安藤 健一;長谷川 拡人;片山 美佳;佐藤 真;片山 美佳;長谷川 拡人;秋元 諒;香取 哲次;山高 博;香取 哲次;望月 祐志;望月 祐志;佐藤 真;阿部 正統;片山 美佳;佐藤 真;香取 哲次;吉村 亘由;秋元 諒;長谷川 拡人;H.Yamataka;M.Sato;Y.Komeiji;H. Yamataka;M. Sato;M. Katayama;Y. Komeiji;大久 真幸;香取 哲次;阿部 正統;片山 美佳;長谷川 拡人;佐藤 真;吉村 亘由;山高 博;Y.Ren;H. Yamataka;T. Sugihara;T. Osakai;T. Sugihara;T. Osakai;T. Osakai;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;T.Osakai;大堺 利行;M. Shinshi;大堺 利行;T. Osakai;T. Osakai;大堺 利行;M.Shinshi;大堺 利行;大堺利行;T. Osakai;湯口友紀子;篠原 彩;Y. Yuguchi;A. Shinohara;篠原 彩;A. Shinohara;湯口友紀子;Y. Yuguchi;T. Osakai
• 通讯作者: T. Osakai

タンパク質のアニオン性界面活性剤存在下における油水界面でのボルタンメトリー挙動

阴离子表面活性剂存在下油水界面蛋白质的伏安行为

• 发表时间: 2007
• 作者: Claude F.Bernasconi;Shoshana D.Brown;Mahammad Ali;Zvi Rappoport;Hiroshi Yamataka;Hatim Salim;香取 哲次;佐藤 真;佐藤 真;片山 美佳;秋元 諒;狩野 真啓;安藤 健一;長谷川 拡人;片山 美佳;佐藤 真;片山 美佳;長谷川 拡人;秋元 諒;香取 哲次;山高 博;香取 哲次;望月 祐志;望月 祐志;佐藤 真;阿部 正統;片山 美佳;佐藤 真;香取 哲次;吉村 亘由;秋元 諒;長谷川 拡人;H.Yamataka;M.Sato;Y.Komeiji;H. Yamataka;M. Sato;M. Katayama;Y. Komeiji;大久 真幸;香取 哲次;阿部 正統;片山 美佳;長谷川 拡人;佐藤 真;吉村 亘由;山高 博;Y.Ren;H. Yamataka;T. Sugihara;T. Osakai;T. Sugihara;T. Osakai;T. Osakai;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;T.Osakai;大堺 利行;M. Shinshi;大堺 利行;T. Osakai;T. Osakai;大堺 利行;M.Shinshi;大堺 利行;大堺利行;T. Osakai;湯口友紀子
• 通讯作者: 湯口友紀子

タンパク質の溶媒抽出メカニズムの電気化学的解釈

蛋白质溶剂萃取机理的电化学解释

• 发表时间: 2007
• 作者: Claude F.Bernasconi;Shoshana D.Brown;Mahammad Ali;Zvi Rappoport;Hiroshi Yamataka;Hatim Salim;香取 哲次;佐藤 真;佐藤 真;片山 美佳;秋元 諒;狩野 真啓;安藤 健一;長谷川 拡人;片山 美佳;佐藤 真;片山 美佳;長谷川 拡人;秋元 諒;香取 哲次;山高 博;香取 哲次;望月 祐志;望月 祐志;佐藤 真;阿部 正統;片山 美佳;佐藤 真;香取 哲次;吉村 亘由;秋元 諒;長谷川 拡人;H.Yamataka;M.Sato;Y.Komeiji;H. Yamataka;M. Sato;M. Katayama;Y. Komeiji;大久 真幸;香取 哲次;阿部 正統;片山 美佳;長谷川 拡人;佐藤 真;吉村 亘由;山高 博;Y.Ren;H. Yamataka;T. Sugihara;T. Osakai;T. Sugihara;T. Osakai;T. Osakai;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;T.Osakai;大堺 利行;M. Shinshi;大堺 利行;T. Osakai;T. Osakai;大堺 利行;M.Shinshi;大堺 利行;大堺利行;T. Osakai;湯口友紀子;篠原 彩
• 通讯作者: 篠原 彩

Cationic-Surfactant Transfer Facilitated by DNA Adsorbed on a Polarized 1,2-Dichlorocthane/Water Interface

吸附在极化 1,2-二氯甲烷/水界面上的 DNA 促进阳离子表面活性剂转移

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Phys. Cond. Matt. 19巻(in press)
• 作者: Claude F.Bernasconi;Shoshana D.Brown;Mahammad Ali;Zvi Rappoport;Hiroshi Yamataka;Hatim Salim;香取 哲次;佐藤 真;佐藤 真;片山 美佳;秋元 諒;狩野 真啓;安藤 健一;長谷川 拡人;片山 美佳;佐藤 真;片山 美佳;長谷川 拡人;秋元 諒;香取 哲次;山高 博;香取 哲次;望月 祐志;望月 祐志;佐藤 真;阿部 正統;片山 美佳;佐藤 真;香取 哲次;吉村 亘由;秋元 諒;長谷川 拡人;H.Yamataka;M.Sato;Y.Komeiji;H. Yamataka;M. Sato;M. Katayama;Y. Komeiji;大久 真幸;香取 哲次;阿部 正統;片山 美佳;長谷川 拡人;佐藤 真;吉村 亘由;山高 博;Y.Ren;H. Yamataka;T. Sugihara;T. Osakai;T. Sugihara;T. Osakai;T. Osakai;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;K. Otsuka;T. Osakai;T.Osakai
• 通讯作者: T.Osakai