| 研究課題/領域番号 |
22K14267
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
飯谷 健太 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 講師 (00853045)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | バイオセンサ / ガスセンサ / 電界紡糸 / エタノール / 蛍光計測 / アルコール脱水素酵素 / 果実評価 / 経皮生化学計測 / バイオセンシング / 三次元イメージング / エレクトロスピニング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヒトが無意識下で定常的に放出する汗や経皮ガスには血中由来化学成分が含まれ、特に疾患部位からは腫瘍間質液を反映する特異な経皮成分が滲出することから体表面上で経皮成分の時空間変化を計測することで疾患位置や範囲の特定が可能となると考えられる。本研究では、経皮成分の濃度分布情報を光情報へと変換する光バイオセンサメッシュを、酵素を含む高分子溶液を体表に直接電界紡糸することで作製し、新規に構築するイメージングシステムと組み合わせて体表面全体を対象に経皮成分の三次元時空間変化を記録する。
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| 研究成果の概要 |
ヒトが無意識化で定常的に放出する汗や経皮ガス中には血中由来成分が含まれる。本研究課題では、経皮成分の濃度分布情報を光情報へと変換する「光バイオセンサメッシュ」を開発した。具体的には、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）依存性アルコール脱水素酵素をpH調整した水溶性高分子内に補酵素NAD+と共に混合し、電界紡糸することで作製される微細繊維メッシュを用いて、作製後の後処理なしにエタノールガスに対し蛍光出力にて応答を得ることができた。今後、このセンサメッシュを体表に直接紡糸することで、経皮放出成分の三次元的イメージングが可能となると考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
皮膚上の特定箇所にて汗や皮膚ガス中の化学成分の濃度変化を計測するセンサは存在するが、濃度分布を測定しうる系は存在しない。また、我々が開発してきたガスイメージング系においても複雑な凹凸を有する身体表面にて広い範囲の濃度分布を観察することは困難であった。本研究で開発した光バイオセンサメッシュは身体表面の広い範囲で化学物質のマッピングを実現しうる。また、身体のみならず、電界紡糸が可能なあらゆる物体の表面に光バイオセンサメッシュの直接作製が可能であることから、従来計測が困難であった物体表面上の化学物質濃度分布の計測と視覚化に応用となり、新たな化学計測技術として貢献しうる。
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