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近年のフレキシブルセンサを用いたウェアラブルデバイスのヘルスケア・ライフサイエンス分野への応用の高い需要から、研究代表者は2013年よりウェアラブルデバイスのためのフレキシブル・ストレッチャブル(伸縮可能な)センサの開発に携わってきた。2016年には基礎生体情報分子である電解質・糖・重金属を計測できる電気化学センサを用いたスマートデバイスを提案した。本センサは汗に含まれるイオンや糖といった低分子を計測することができる。しかし、慢性的な心理的ストレスを検出できるコルチゾール、ニューロペプタイド(NPY)、インターロイキン(IL)の唾液・汗中の濃度は、上述の電解質、生体低分子などの濃度の約一万分の一以下であり、唾液、汗など生体外分泌物から検出することが困難である。
そこで本研究では超高感度計測用の微細加工電極表面と抗体による電極表面の化学修飾を用いることで高い生体分子選択性を有するストレスマーカー検出センサを開発した。第一に、汗成分の中に超微量に含まれるコルチゾール、NPY、IL-6といったバイオマーカーを超高感度検出するために花型の微細構造を有した電極表面を開発した。その電極表面に、免疫反応で使用する抗体を固着させることでバイオマーカーが特異的に接着する電極を作製した。抗原であるバイオマーカーが特定の抗体に対して鍵と鍵穴の関係で接着することを抗原抗体反応という。抗原抗体反応は分子生物学において現在では最も一般的に使用され、選択性の高いバイオマーカー検出方法である。このように、電極表面の加工と、表面の化学修飾を行うことで、今まで実現しなかったストレスマーカーの検出センサの開発をおこなった。更に本研究では、ウェアラブルデバイスへの応用を視野に入れて、無線伝送システムを実装した。
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