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公開番号2024175586
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2023093484
出願日2023-06-06
発明の名称酸化型補酵素F420の調製方法、還元型補酵素F420の調製方法及び補酵素F420測定用バイオセンサ
出願人国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人弁理士法人大谷特許事務所
主分類G01N 27/333 20060101AFI20241211BHJP(測定;試験)
要約【課題】補酵素F₄₂₀の調製方法及び補酵素F₄₂₀測定用バイオセンサの提供を課題とする。
【解決手段】下記式(I)の反応を触媒する補酵素F₄₂₀酸化還元酵素と、
還元型補酵素F₄₂₀と、
電子メディエータとを、アノード電極上で反応させる工程を含む、酸化型補酵素F₄₂₀の調製方法。
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特許請求の範囲【請求項１】
下記式（Ｉ）の反応を触媒する補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素と、
還元型補酵素Ｆ
４２０
と、
電子メディエータとを、アノード電極上で反応させる工程を含む、酸化型補酵素Ｆ
４２０
の調製方法。
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続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
下記式（Ｉ）の反応を触媒する補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素と、
酸化型補酵素Ｆ
４２０
と、
電子メディエータとを、カソード電極上で反応させる工程を含む、還元型補酵素Ｆ
４２０
の調製方法。
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4
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【請求項３】
前記補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素が、メタン生成菌又は放線菌に由来する、請求項１又は２に記載の調製方法。
【請求項４】
前記電子メディエータが、キノン系化合物、フェナジン系化合物、フェノチアジン系化合物、フェノキサジン系化合物、ビオロゲン系化合物及び中心金属イオンがオスミニウム、ルテニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅又は白金である金属錯体からなる群から選ばれる電子メディエータである、請求項１又は２に記載の調製方法。
【請求項５】
前記アノード電極又はカソード電極が、前記補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素及び電子メディエータを含む反応層を備えた電極である、請求項１又は２に記載の調製方法。
【請求項６】
下記式（Ｉ）の反応を触媒する補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素と電子メディエータとを含む作用電極、及び対極を含む、補酵素Ｆ
４２０
測定用バイオセンサ。
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発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化型補酵素Ｆ
４２０
の調製方法、還元型補酵素Ｆ
４２０
の調製方法及び補酵素Ｆ
４２０
測定用バイオセンサに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
補酵素Ｆ
４２０
は、メタン生成菌や放線菌等が電子キャリアとして利用する生体物質である。
補酵素Ｆ
４２０
のセンシングは、補酵素Ｆ
４２０
の蛍光強度を測定することで実施されている。例えば、特許文献１及び２には、メタン発酵槽に蛍光強度測定機を取り付けることでメタン生成菌の細胞数や活性を測定する技術が開示されている。
具体的には、特許文献１には、メタン発酵槽内のメタン菌の活性の測定が容易に行われ、同発酵槽の制御が可能となるため、同発酵槽の状態が悪化する前に予めその制御ができ、またスタートアップに要する期間も大幅に短縮されるメタン発酵槽の自動制御システムとして、蛍光物質Ｆ
４２０
の蛍光強度を測定することによってメタン菌の活性を測定し、原料の投入を調節すること、を特徴とするメタン発酵槽の自動制御方法が開示されている。
特許文献２には、オンサイトでリアルタイムに、メタン発酵中のメタン生成菌数を測定することができる技術として、メタン生成菌を用いてバイオマスを発酵し、メタンガスを生成するメタン発酵槽と、前記メタン発酵槽に接続され、前記メタン発酵槽内の消化液の一部を引き抜いてから、さらに前記メタン発酵槽に戻す循環導管と、非接触で前記循環導管を通る前記メタン生成菌の量を検出する検出部と、を備える、メタン発酵システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平０８－１５４６６２号公報
特開２０１９－００４７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光源と検出機、および光路の確保を必要とする測定技術である特許文献１及び２に記載の技術では、補酵素Ｆ
４２０
の検出機を設置するためには数ｃｍ以上のスペースが必要となる。
また、補酵素Ｆ
４２０
を酵素反応で利用するためには、その反応系に合わせて補酵素Ｆ
４２０
を酸化型又は還元型を調製する必要がある。補酵素Ｆ
４２０
の酸化還元反応は、従来補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素と電子受容体／供与体を用いた反応系を利用して行われている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、補酵素Ｆ
４２０
を電極上で酸化還元反応させることが可能であることを見出した。本発明はかかる発見に基づき、更に検討を重ねて完成したものである。
本発明は、下記［１］～［６］の態様を含む。
［１］下記式（Ｉ）の反応を触媒する補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素と、
還元型補酵素Ｆ
４２０
と、
電子メディエータとを、アノード電極上で反応させる工程を含む、酸化型補酵素Ｆ
４２０
の調製方法。
【０００６】
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【０００７】
［２］下記式（Ｉ）の反応を触媒する補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素と、
酸化型補酵素Ｆ
４２０
と、
電子メディエータとを、カソード電極上で反応させる工程を含む、還元型補酵素Ｆ
４２０
の調製方法。
【０００８】
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4
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【０００９】
［３］前記補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素が、メタン生成菌又は放線菌に由来する、［１］又は［２］に記載の調製方法。
［４］前記電子メディエータが、キノン系化合物、フェナジン系化合物、フェノチアジン系化合物、フェノキサジン系化合物、ビオロゲン系化合物及び中心金属イオンがオスミニウム、ルテニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅又は白金である金属錯体からなる群から選ばれる電子メディエータである、［１］～［３］のいずれか１項に記載の調製方法。
［５］前記アノード電極又はカソード電極が、前記補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素及び電子メディエータを含む反応層を備えた電極である、［１］～［４］のいずれか１項に記載の調製方法。
［６］下記式（Ｉ）の反応を触媒する補酵素Ｆ
４２０
酸化還元酵素と電子メディエータとを含む作用電極、及び対極を含む、補酵素Ｆ
４２０
測定用バイオセンサ。
【００１０】
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【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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