2018 Fiscal Year Annual Research Report
バイポーラ電気化学マイクロデバイスの高性能化と高機能化
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18H02001
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
鈴木 博章 筑波大学, 数理物質系, 教授 (20282337)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | バイポーラ電気化学 / 電気化学発光 / 銀／塩化銀 / レドックスサイクリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バイポーラ電気化学のノウハウを活用し、多項目同時検出を目指した高性能バイオセンシングデバイスの開発を進めている。通常、電気化学系で検出等を行うためには、電極系はポテンショスタット等に接続するが、バイポーラ系では、電気的に浮いた電極が配置され、別の駆動電極により電位差が加えられる。本研究では、まず、白金バイポーラ電極の一部に、非分極性の銀／塩化銀を配置し、検出に用いる電気化学発光の強度変化を調べた。バイポーラ電極の一端では酸素の還元を、他端では電気化学発光を起こし、電気化学発光の強度より、バイポーラ電極内での酸化還元反応を調べた。同じ長さあるいは異なる長さの白金バイポーラ電極上での銀／塩化銀の位置を変えることにより、単純な白金のみのバイポーラ電極の場合と比較して明らかな違いが認められ、実際に銀／塩化銀を配置することにより、バイポーラ電極上の電位が制御できていることを確認した。また、折り畳みバイポーラ電極構造にこの手法を用いることにより、より感度が増強されることも確認された。さらに、酸化還元を異なる溶液中で行うバイポーラ電気化学デバイスを作製し、微小櫛型電極を用いることにより、レドックスサイクリングによる反応物の再生、感度増大が行えることが確認された。また、これらとは別に、サンプル溶液と硝酸銀を含む２つの溶液を金属で接続し、高感度にクーロメトリックに物質を検出するマイクロデバイスの試作と評価も進め、実際に金属接続により、２つの溶液中の酸化還元反応を制御し、感度増大が実現できることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本テーマについては、予定していた課題につき、順調に計画通り研究が進行している。既に国内学会発表３件を行い、現在、論文１報を執筆中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度はバイポーラ電極にDNA等の生体関連分子を固定し、2018年度に検討したデバイスがバイオセンシングへ応用可能であることを示す。その後、多項目同時検出チップの実現へと進む。
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