EGFET型グルコースセンサー

現在市販されているグルコースセンサーは酵素電極を用いたものが主流で，酵素反応で生成される過酸化水素を電気分解した際に発生する電流を検出しています。一方，EGFETを用いる場合は，絶縁ゲートに酵素を固定化した拡張電極を接続し，酵素反応で生成されるプロトンの吸着電荷を検出します。このため，後者は被検液中での電気分解反応が不要で，グルコースを繰り返し，連続してバイオマーカを検出する用途に適しています。

我々は，これまで生体適合性の高い絹フィブロイン（SF）を酵素包括担体として使用しており，拡張電極表面にスピンコート法で酵素膜を形成し，EGFET型グルコースセンサーを試作してきました。SFの原料として（株）松田養蚕場より供与されたナノフィブロインパウダーを使用しています。本試薬は家蚕絹糸からセリシンを除去して抽出した高純度のフィブロインパウダーであり，家蚕の生体から直接抽出したフィブロイン溶液と異なり，幅広い範囲で濃度を容易に調整できる利点があります。SFは酵素を構成するアミノ酸と共有結合が可能であるため，グルタルアルデヒドなどの架橋剤を用いず酵素を包括固定できる特徴があります。また，SFで包括された酵素は遊離酵素よりも広いpH範囲で活性が保たれることや低温殺菌可能な60℃（遊離酵素の場合は40℃以上で活性が急減する）まで活性が保たれることも報告されています[朝倉ほか，繊維学会誌，45-6 (1989) 252.]。

　図１に酵素膜を作製するプロセスを示します。まず，ナノフィブロインパウダーを超純水に溶かし，そこに酵素を加えて水溶液を作製します。次に，拡張ゲート電極としてTi膜を形成したガラスもしくはITOコートPET基板を準備します。アミノシランを用いたシランカップリング処理を行い，基板表面を親水化処理します。次に，酵素水溶液を滴下しスピンコートします。自然乾燥後，エタノール水溶液に浸漬させて不溶化処理を行います（SFは水に可溶であるため，酵素膜として使用する場合は不溶化処理が必要）。この不溶化処理によって，SFは非晶質からβシート構造へ結晶化が起こり，水に不溶な多孔質酵素膜が得られます。