PRESS RELEASE
2011/03/11バイオロボティクス専攻の西澤松彦教授等の研究グループは酵素を内部に閉じ込めた柔らかい電極シールを開発しました。
東北大学大学院工学研究科の西澤松彦 教授は，独立行政法人産業技術総合研究所（産総研）ナノチューブ応用研究センターの畠賢治 上席研究員と共同で，酵素とカーボンナノチューブ（CNT）が均一に複合化したフィルムを開発しました。これは，「貼ったり」「巻いたり」して使える柔軟な酵素電極シールで，触媒活性も従来の数倍以上です。果糖を分解する酵素と，酸素を分解する酵素を含むシール2枚で作ったバイオ電池は，果糖水溶液から過去最高の出力密度で発電しました。本研究はJST戦略的創造研究推進事業（CREST）の一環であり，成果の一部が2011年3月10日に米国化学会誌「Journal of The American Chemical Society」にオンライン掲載されました。
バイオ電池やバイオセンサに必要な酵素電極（酵素を固定化した電極）の作製は，先ず炭素のナノ粒子やナノチューブを固めて電極を作り，そこへ“後から”酵素溶液を塗布する2段階の方法で行われてきました。電極を作る時の加熱などに酵素が耐えないためです。しかし，この2段階法では，電極内部の微細構造への十分な酵素導入が困難でした。今回の共同研究では，“酵素のサイズに合わせて電極が収縮する”という1段階のプロセスを実現して，この問題を解決しました。産総研のスーパーグロース法によるCNTフィルムは，16nm（nmはmmの100万分の1）の均一なCNT間隔を有し，酵素（7nm程度）の溶液が十分に浸透できます。さらに，乾燥によってCNTの間隔が“酵素のサイズまで縮む”という性質を見出しました。酵素がフィルム全体に高密度で閉じ込められるため，果糖水溶液からの発電で世界最高の出力密度を記録しました。閉じ込める酵素の種類を変えれば，ブドウ糖水溶液（ジュースや体液）の電池やセンサなども作製可能だと考えられます。
バイオ電池やバイオセンサの応用は医療・食品・環境分野にわたり広大です。酵素電極は一般に，酵素の寿命のため1週間程度しか使い続けられませんが，「貼っても」「巻いても」活性が低下しない酵素電極シールであれば容易に交換できるメリットもあります。本共同研究グループはこの技術を特許出願しており，実用化に向けた研究開発に御協力頂けるパートナー企業を募集中です。
詳細は添付のPDFファイルをご確認ください。
本成果は以下の事業・研究領域・研究課題によって得られました。
科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業(CREST)
研究領域：プロセスインテグレーションによる機能発現ナノシステムの創製
（研究総括：曽根純一（独）物質・材料研究機構 理事）
研究代表者：西澤松彦（東北大学大学院工学研究科 教授）
畠 賢治（（独）産業技術総合研究所ナノチューブ応用研究センター 上席研究員）
研究期間：平成20年10月〜平成26年3月
【お問い合わせ先】
西澤 松彦（ニシザワ マツヒコ）（教授）
TEL/FAX: 022-795-7003
E-mail: nishizawa◎biomems.mech.tohoku.ac.jp （◎は＠に置き換えてください。）
三宅 丈雄（ミヤケ タケオ）（助教）
TEL/FAX: 022-795-3586
東北大学大学院 工学研究科 仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-01
畠 賢治（ハタ ケンジ）
独立行政法人産業技術総合研究所ナノチューブ応用研究センター 上席研究員
つくば市東1-1-1中央第5事業所
TEL/FAX: 029-861-4654
E-mail: kenji-hata◎aist.go.jp（◎は＠に置き換えてください。）
【お問合せ】
東北大学工学研究科・工学部情報広報室
TEL/ FAX：022-795-5898
E-mail：情報広報室メールアドレス