2018 Fiscal Year Annual Research Report
Flexible film-type oxygen sensor for measurement of skin and organ surfaces
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16K01372
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
塚田 孝祐 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00351883)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 酸素センサ / 生体計測 / ウェラブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体の組織や臓器に直接貼付可能なフレキシブルなフィルム型の酸素分圧センサを新規に開発することを目的とした．初年度は酸素感受性色素Pd-TCPPを励起する光源として電気化学発光(ECL)に着目した．ECLの発光波長をPd-TCPPの吸収波長に合わせるために，青色発光するDPAおよびIr(dfppy)3を材料として用い，交流電圧の印加によってPd-TCPPの励起に十分な発光が得られることを明らかにした．さらに酸素分圧に依存したリン光の位相変化を検出し，位相差から酸素分圧を定量可能であることを示した．
平成29年度は酸素センサのフレキシブル化について重点的に検討した．PDMS薄膜に窪みを設けてECL溶液を封入することで発光部をフレキシブル化した．センサの電極および基板材料の組み合わせとしてITO/PET，PEDOT:PSS/PET，Graphene/PETを用いた．また，Pd-TCPPを含むポリスチレンマイクロ粒子を作製し，ガス透過性の高いPolydimethylsiloxane (PDMS)に粒子を混合した酸素センシングフィルムを新たに作製した．
平成30年度はECLおよびLEDを光源として用いて酸素分圧の校正実験を行い，測定レンジにおいて有効な酸素分圧測定が可能であることを示した．検出されるリン光は励起光源の発光時間における畳み込みとして観測されるため，検出波形をLaguerre deconvolution処理することによって正確なリン光寿命を決定し，特に高酸素領域の計測精度を大きく向上させることに成功した．
以上より，この技術開発を更に進めることによって，手術中の組織・臓器酸素モニタや救急療といった臨床応用のみならず，細胞培養において厳密な酸素濃度管理を要する再生医学をはじめとする基礎医学分野など様々な応用展開が期待された．
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Research Products
(6 results)
