2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of multiplexed microneedle arrays for vital measurements on skin
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17K14096
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
甲斐 洋行 東北大学, 工学研究科, 特任助教 (00760167)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロニードル / 無電解金めっき / グルコースセンサ / 開放型流路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に作製した金めっき多孔質マイクロニードル電極に対して，グルコースオキシダーゼを修飾する方法を検討した。グルコースオキシダーゼ表面の糖鎖を酸化してアルデヒドを形成し，アミノ基修飾した金めっきマイクロニードルに結合させた。メディエーターとしてフェロセンメタノールを含む緩衝液中に浸漬したマイクロニードル電極を作用極とし，グルコースを添加しながら三極式のCV測定を行ったところ，電流がグルコース濃度に応じて単調増加する様子が観察された。これにより，作製したマイクロニードルがグルコースセンサ電極として機能することが示唆された。
また，体液中の乳酸を定量するための電極を作製した。乳酸オキシダーゼはミカエリス定数が1 mM程度と小さく，体液中の乳酸濃度をそのまま測定するには適していない。そこで，乳酸オキシダーゼを修飾した布地電極をポリウレタンのテトラヒドロフラン溶液に浸漬・乾燥を繰り返すことで，測定可能な乳酸濃度範囲を増大させた。この電極処理方法は多孔質マイクロニードル電極にも応用可能であると考えられる。
さらに，派生的な研究として，空間充填木構造の開放型流路によって広い面積から水滴を一ヶ所に集める「水滴収集フィルム」を作製した。これにより，多孔質マイクロニードルで採取した微小な体液を一ヶ所に収集した後にその成分を分析する可能性が示された。
今後は，マイクロニードル電極へのメディエーターの固定および参照極・対極の一体化を行い，多孔質マイクロニードルによる電気化学センシングの基礎実証を完成させるとともに，水滴収集フィルムを適宜組み合わせることで微量の体液を高精度に採取分析し，グルコースや乳酸といった複数の生体成分を測定可能なマイクロニードル型電極の開発を目指す。また，並行して検討している蛍光性グルコースセンサを用いた光学的センシングとの性能比較を行う。
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