酵素の力をより効果的に引き出す新しい材料を開発しました。これにより、ヘルスケアなどに使われる電気化学バイオセンサーにおいて、酵素の反応効率と長期にわたる安定性を向上させることができました。また、その成果として、デバイス性能を飛躍的に向上にさせることに成功しました。

　酵素は、人間の体内や自然界において、化学反応を助ける重要な役割を果たしています。しかし、そうした酵素をセンサーなどの電子デバイスで活用するには、酵素と電極の間で電子をやり取りする仕組みを作る必要があります。これが、従来の技術ではとても難しい課題でした。

　本研究チームは今回、「金属有機構造体（MOFs）」という特別な材料を使うことで、この課題を解決しました。MOFsは金属と有機分子が組み合わさってできた、細かい網目のような構造を持つ材料で、ガス吸着などの分野で利用が進められています。MOFs自体は電気を流しませんが、この表面に電子を流す材料（メディエータ）を修飾しました。修飾した材料は、酵素と電極の間で電子をスムーズにやり取りできる「電線」のような役割を果たしてくれます。さらに、MOFsの設計に工夫を加え、酵素が働く場所（活性部位）に電子が届きやすくなるようにしました。また、酵素が壊れたり、測定が不正確になったりしないよう、ナノスケールにおける適切な構造を確保し、そこに酵素を保持できるようにすることも重要なポイントでした。

　この新しい技術により、従来よりも効率的で長期間にわたって安定して計測できる酵素センサーが実現できるようになりました。将来的に病気の診断や環境のモニタリング、さらには持続可能なエネルギー技術など、さまざまな分野で活躍する可能性がある成果です。本研究チームは、今回の研究が科学の進歩だけでなく、人々の暮らしをより良くする一助になると信じています。

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プレスリリース

研究代表者

365体育投注数理物質系
辻村 清也　教授

掲載論文

【題名】

Rational Design of Redox Active Metal Organic Frameworks for Mediated Electron Transfer of Enzyme
（酵素の媒介電子移動のためのレドックス活性メタル有機構造体の合理的設計）

【掲載誌】

Materials Horizons

【DOI】

10.1039/D4MH01538J

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