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Development of high-precision sugar sensing systems based on differential signal detection by photochromism

Research Project

Project/Area Number 16K05810
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

TOHDA Koji  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (60212065)

Research Collaborator KANNO Akira  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords血糖値センサ / 差分検出法 / フォトクロミズム / 光リセット / 光応答性ゲル / オプティカルpHセンサ / オプティカルグルコースセンサ / 差分検出方 / 血糖値センサー / オプティカルグルコースセンサー / 血糖値 / オプティカルセンサー / 差分検出 / 光異性化ゲル / ウェアラブル光学センサ
Outline of Final Research Achievements

In order to improve the precision of wearable optical sensors that can monitor blood glucose levels in subcutaneous interstitial fluid in a minimally invasive manner, we have developed a high-precision sugar sensing system based on differential detection of sensor responses by photochromism. In spiropyran-copolymerized photochromic films, spiropyran exists in pH sensitive merocyanine form, but it is isomerized and insensitive to pH when irradiated with visible light. Based on this photochromic film and glucose oxidase, we constructed a glucose sensor with pH change as an indicator of response. This sensor is capable of differentially detecting glucose with high precision while completely canceling out optical background fluctuations.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

フォトクロミズムをオプティカルセンサシグナルのon/offに用い,そのシグナル差分を検出することによってバックグラウンドシグナルの影響を除去するという試みは,これまで一切なされていない。本法は同一のセンサからセンシングシグナルと参照シグナルの両方を取得するものであり,バックグラウンドの変動の影響を受けない精度の高い測定が可能で,皮下滞在型光学式血糖値センサの実用化に大きく寄与するものと期待できる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Development a Flow Rinsing System for Improving the Detection Limit of Solvent Polymeric Membrane Ion-selective Electrodes2018

    • Author(s)
      遠田浩司,細川直樹,Dao Thi Hong NHUNG,菅野憲
    • Journal Title

      BUNSEKI KAGAKU

      Volume: 67 Issue: 5 Pages: 239-247

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.67.239

    • NAID

      130007384773

    • ISSN
      0525-1931
    • Year and Date
      2018-05-05
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 低侵襲持続血糖測定システム構築のためのオプティカル糖センサーの開発2018

    • Author(s)
      遠田 浩司
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
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      日本分析化学会第67年会
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      日本分析化学会第67年会
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    • Author(s)
      小林 美月,北山和志,菅野 憲,遠田 浩司
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      日本分析化学会第67年会
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      日本分析化学会第67年会
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      津田 翔平,小竹 俊哉,菅野 憲,遠田 浩司
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      日本分析化学会第67年会
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      松本浩平,菅野憲,遠田浩司
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      日本分析化学会第66年会
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  • [Presentation] センサ応答リセット用フォトクロミックポリマーの合成及び評価2017

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      小竹俊哉,Dao The Hong Nhung,菅野憲,遠田浩司
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      日本分析化学会第66年会
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      鷹羽佑太,菅野憲,遠田浩司
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      日本分析化学会第66年会
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  • [Presentation] 高分子ゲルの膨潤をシグナル増幅の原理とするオプティカルグルコースセンシングフィルムの開発2016

    • Author(s)
      日下部智陽、山川翔平、菅野憲、遠田浩司
    • Organizer
      日本分析化学会第65年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2016-09-14
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      日本分析化学会第65年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2016-09-14
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  • [Presentation] ビスベンゾボロキソール型糖レセプターの開発とグルコースに対する結合様式の解析2016

    • Author(s)
      北山和志、山川翔平、菅野憲、遠田浩司
    • Organizer
      日本分析化学会第65年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2016-09-14
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  • [Presentation] 色変化応答型グルコースセンサー用アルキニルBODIPY色素の合成と固定化法の検討2016

    • Author(s)
      山岸星諭、河崎屋光司、菅野憲、遠田浩司
    • Organizer
      第76回分析化学討論会 (日本分析化学会)
    • Place of Presentation
      岐阜薬科大学
    • Year and Date
      2016-05-29
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  • [Presentation] ビスベンゾボロキソールレセプターと機能性色素に基づく糖センシングフィルムの開発2016

    • Author(s)
      日下部智陽、山川翔平、菅野憲、遠田浩司
    • Organizer
      第76回分析化学討論会 (日本分析化学会)
    • Place of Presentation
      岐阜薬科大学
    • Year and Date
      2016-05-29
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ベンゾボロキソール型レセプターに基づくオプティカル糖センシングフィルムの開発2016

    • Author(s)
      遠田浩司
    • Organizer
      第76回分析化学討論会 (日本分析化学会)
    • Place of Presentation
      岐阜薬科大学
    • Year and Date
      2016-05-28
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      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 環境分析化学研究室

    • URL

      http://enghp.eng.u-toyama.ac.jp/labs/ac06/

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      2018 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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