2021 Fiscal Year Research-status Report

Development of electrical resistance taste sensor using ionic liquid and detection of nonelectrolyte taste substances

Research Project

Project/Area Number	21K14172
Research Institution	Fukuoka Institute of Technology
Principal Investigator	巫霄福岡工業大学, 工学部, 助教 (20825351)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	イオン液体 / 電気抵抗 / 味覚センサ / 無電荷味物質
Outline of Annual Research Achievements	従来の味覚センサは、電解質である味物質と反応し強い応答性を示したが、膜電位計測であるため、電荷を有しない味物質の計測は不可能であった。本研究課題は、この課題を解決するため、従来の電位測定法により検出できない非電解質の味物質に対して電気化学インピーダンス計測による検出を目指している。さらに、受容部として脂質高分子膜の電気抵抗が高いため、直接的な計測は困難であるため、電気伝導性の高いイオン液体を機能性膜材料、または電極材料の修飾剤として利用することで、検出感度の向上を期待している。令和３年では、膜に吸着した味物質の抵抗変化をのみ検出する独自の方法（CIA法）を用いることで非荷電や弱電解質の味物質の吸着による膜インピーダンス変化の検出を試みた。その結果、渋味センサは渋味サンプルに強い選択性及び応答性を示した。次年度は脂質の代わりに、両親媒性かつ非水溶性のイオン液体を機能性材料として選定し、膜に埋め込むことによって膜抵抗を減らし、疎水性の弱い物質を高感度で検出することを挑戦したい。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度は、味物質の吸着による膜インピーダンスの測定法の構築を予定しており、予定通り渋味サンプルに強い選択性及び応答性を示すことが出来た。膜インピーダンスの変化を計測するため、低周波数帯の中の一番安定した時の2Hzを選択した。また、イオン液体の選定を行っており、次年度以降、イオン液体を用いた応答特性の調査が可能となるため、「おおむね順調に進展している」とした。
Strategy for Future Research Activity	当初の予定通り、脂質の代わりに、両親媒性かつ非水溶性のイオン液体を機能性材料として選定し、膜に埋め込むことによって膜抵抗の減少を図る。また、イオン液体を選定し、センサ電極を作製する。イオン液体膜の基本特性（抵抗、荷電性、疎水性、ドメイン構造など）を考慮する必要があり、膜厚や電極面積の調整を行う。また、添加されるイオン液体の種類や量を電気化学インピーダンス法をおこなうことで最適化する。
Causes of Carryover	従来、本年度に膜インピーダンスの測定装置を購入するつもりでしたが、膜インピーダンスの測定条件（周波数範囲など）を特定するために、とりあえず複数のメーカーや型式の装置を試用しました。その試用状況に基づいて、次年度から、購入を検討いたします。