| 研究課題/領域番号 |
20K04502
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
田原 祐助 九州大学, 五感応用デバイス研究開発センター, 准教授 (80585927)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 味覚センサ / 脂質高分子膜 / 膜電位 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，官能試験でしか評価できない味強度の時間変化を数値化するために，味物質の受容部として脂質高分子膜を用いたマイクロ流路型新規味覚センサの開発を目指すものである．味の時間変化を検出するために，味物質との静電相互作用や疎水性相互作用を引き起こす複数の脂質高分子膜と，味溶液をパルス状に送液することで膜との吸脱着時間プロファイルを膜電位変化から計測可能なマイクロ流路デバイスを開発する．
本年度は，マイクロ流路デバイスの試作を行った．流路はレーザー加工機で切削したアクリルを鋳型としたpolydimethylsiloxane (PDMS)流路を作製しガラス基板上に配置した．ポリカーボネートフィルムに孔を設け，その穴にテトラヒドロフラン(THF)で溶解した脂質高分子溶液をピペットで滴下することで脂質高分子膜を形成した．この脂質高分子膜を固定したポリカーボネートフィルムをPDMS流路に化学接合することで流路内に配置した．膜電位の計測は，脂質高分子膜で隔てたサンプル側と膜側にAg/AgClガラス電極を配置し，電気化学アナライザで計測するシステムとした．シリコンチューブを接続し，シリンジポンプを吸引することで，味サンプル溶液の送液を行った．試作したマイクロ流路デバイスは，物理的耐久性，膜電位測定において，味覚センサとして利用可能な性能を有していることが分かった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究申請時に計画していたマイクロ流路デバイスは，脂質高分子膜をPDMS上に配置する予定であったが，物理的耐久性が想定よりも低かったため，新たに化学接合を利用する方法に変更した．そのため，デバイスの最適化に関して予定よりも遅れが生じてしまったため，やや遅れているとした．
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度は，引き続きマイクロ流路デバイスの最適化を行う．具体的には，PDMS流路の流路幅の検討，流速，サンプル送液時間の最適化を行う．用いる脂質高分子は疎水性が高い渋味用膜を用い，タンニン酸溶液をサンプルとして用いることで，膜に対する吸脱着プロファイルに起因した膜電位の計測を行いながらデバイスの最適化を行う．また，脂質高分子膜の膜インピーダンスを測定し，膜に含有するポリ塩化ビニルの重合度を変化させることで，過渡応答の影響による電位計測に関する時間分解能の確認・向上を行う．
最終年度である2022年度は，実サンプルを用いた味評価実証試験として，人工・天然の高甘味度甘味料が含まれるサプリメント飲料やコーヒーを候補とし，試作したマイクロ流路デバイスでの評価と官能評価を実施する．得られた膜電位の時間的変化とヒトの官能値と比較し，重回帰分析，PLS解析等を用い，味の「立ち上がり」や「味の余韻」を表現する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
申請時点において，PDMS流路鋳型作製の検討のためにレーザー加工機の購入を今年度予定していたが，納期の関係上購入ができなかった．そのため次年度に繰り越すこととした．予定したレーザー加工機による鋳型作製は，他のラボの装置を使用させて頂くことで事足りたため，次年度も引き続き使用させて頂くこととし，繰り越す予算は，新たに課題となった流路設計の改造に使用する．
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