| Project/Area Number |
17K06472
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Measurement engineering
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
KOIKE Kazuto 大阪工業大学, 工学部, 教授 (40351457)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 政俊 大阪工業大学, 工学部, 講師 (30758636)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | グルコースセンサー / FETタイプ / 連続モニタリング / 絹フィブロイン / 酵素固定化技術 / バイオセンサー / 酵素固定化 / 酵素膜の耐熱性 / シランカップリング / 長鎖アミノシラン / 溶液ゲートＦＥＴ / 拡張ゲートＦＥＴ / 酸化物薄膜 / グルコースセンシング / 溶液ゲートFET |
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| Outline of Final Research Achievements |
We have succeeded in developing stable and long-term operation of an extended-gate field effect transistor (EGFET)-type glucose sensor using a silk-fibroin film for the immobilization membrane of glucose oxidase. The enzyme membrane was formed on a TiO2/Ti extended gate substrate using a spin coating method followed by an insolubilation treatment. An amino-silane monolayer was inserted between the substrate and the enzyme membrane to improve the bond strength between them. A prototype sensor was able to detect glucose reversibly and repeatedly the glucose in the range of 0.002 - 0.2 mg/mL and suitable for wearable minimally-invasive glucose monitoring for personal and point-of-care use.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
FETタイプのグルコースセンサーは，被検液中でゲート電極表面の吸着電荷を直接検出するため，長時間の連続使用や多機能センサーのワンチップ化に有利である．研究代表者らは，生体適合性の高い絹フィブロインを用いて拡張ゲート表面に酵素を強固に固定化する技術を開発した．試作したセンサーは，汗や涙に含まれる低いグルコース濃度を検出できる感度を有し，1か月以上にわたって繰り返し測定が可能であった．絹フィブロインで包括する酵素の種類を変えることで，グルコース以外の健康指標マーカを検出することも可能で，体液に含まれる健康指標マーカを長時間連続モニタリングするためのウェアラブルセンサーの実現に有用な知見を与えた．
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