| 研究課題/領域番号 |
12838004
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
複合集積システム
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
鈴木 博章 筑波大学, 物質工学系, 助教授 (20282337)
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| 研究分担者 |
佐々木 聰 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (70262110)
宮崎 修一 筑波大学, 物質工学系, 教授 (50133038)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2000年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | μTAS / 血液ガス / 血液電解質 / モジュール / 参照電極 / 銀 / 塩化銀 / マイクロポンプ / 微小化学分析システム / 酸素電極 / 二酸化炭素電極 / pH電極 |
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| 研究概要 |
本研究では、血液ガス(O_2、CO_2、pH)分析用モジュール、血液電解質(K^+、Na^+、Cl^-)分析用モジュール、参照電極モジュールを積層し、血液分析目的とした微小化学分析システム(μTAS)の構築を行った。これらのセンシング機能を備えたシステムを単一基板上に実現するのは難しいが、モジュールに分けることにより、容易に高性能、高機能なシステムを実現した。
特筆すべき点は、微小銀/塩化銀参照電極の構造、動作方式に検討を加え、耐久性を各段に高めた点である。銀薄膜全域をポリイミド層で覆い、使用中に連続的に塩化銀を成長することにより、従来に比べて2,000倍も寿命を延ばし、約300時間参照電極として機能させることができた。また、これを用いて液絡を有する汎用的な参照電極を作製した。これにより現実的な環境下で電位基準として使える参照電極が実現され、pHの他、K^+、Na^+、Cl^-などのイオンの測定が、この微小システム中だけで、独立して行えるようになった。これらのイオン電極の電位を、この参照電極モジュールと市販のマクロな参照電極を用いて測定し、比較したところ、最大でも数mV程度のずれしか認められなかった。また、酸素、二酸化炭素についても、明瞭な応答と、広範囲で直線性を有する検量線が得られた。これらのモジュールを用いて組み立てた微小システムを用い、上記の6つの項目をオンライン式に測定することができた。
本研究では、これらのセンシングモジュールと並行し、送液用マイクロポンプの開発も進めた。電気化学的に水素ガスを発生・収縮させ、その圧力で、微小流路内のサンプル溶液の送液を行う。実際に可逆的にサンプル溶液を吸引・排出し、しかも送液速度を変えることができた。
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