2014 Fiscal Year Annual Research Report
ソフトマテリアルとＭＥＭＳ技術を融合した生体モニタリングデバイス
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24310099
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
工藤 寛之 明治大学, 理工学部, 准教授 (70329118)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶原 利一 明治大学, 理工学部, 准教授 (60356772)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 化学センサ / 酵素センサ / バイオマイクロシステム / 生体計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度においては、開発したセンサシステムの応用として各種の生体試料の計測に応用することを中心に研究を展開した。具体的には、生体内のさまざまな部位にて乳酸を調べることを目的として、（１）Os-HRP酸化還元酵素反応系を導入することで夾雑物の影響を受けにくいようセンサの改良を施し、（２）マイクロフローセルを用いたモニタリングシステムを構築することでシステム全体を生体成分の実時間計測に最適化した。この結果、汗や血液に含まれる乳酸を簡便に評価できるシステムへと発展した。
（１）に関しては、センサの機能向上と次世代生体モニタリングに向けた検討としてこれまで開発してきたセンサ群は、作用電極に印加する電位が銀塩化銀参照電極に対して0.5V程度であった。この電位では尿酸等の夾雑物が容易に分解し、電極上で電流として検出されてしまう。そこで、ポリエチレンテフタレート（PET）及びポリジメチルシロキサン（PDMS）にて炭素電極は挟み込んだ構造のシート型炭素電極を作製し、感応部のみを露出させ、その上に各種のタンパク質を固定化することでセンサを構築した。その際、作用電極の感応部にオスミウム－西洋ワサビペルオキシダーゼ（Os-HRP）層を形成することで新たにレドックス反応系を設け、さらに各種反応を触媒する酵素を固定化することとした。この結果、作用電極の印加電位を0Vとしても酸化還元酵素反応を計測可能で、前述の夾雑物の影響が検出限界を下回るものとなった。
（２）に関しては、多様な生体の液性成分評価への応用を目的として開発したセンサを用いて、モルモット及びヒトを対象として生体成分のモニタリングを行った。この結果、モルモットの血液中、ヒトの汗などに含まれる乳酸を検出することが可能で、かつこれらは適切に個体の生理的状態を反映するものであった。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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