植物・野菜・果樹生体診断のためのマルチイオン・成分センサの開発研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13556040
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鳥居 徹 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60172227)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 徳川 竜治 (株)テクノメディカ, 研究員 ; 山崎 浩樹 (株)テクノメディカ, 開発室長(研究職) ; 樋口 俊郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10111569)
• Keywords: イオンセンサー / 電気化学 / L-アスコルビン酸 / 果糖 / ディスポザブル

Research Abstract

新たに汁液成分を計測できるディスポザブルタイプのセンサカードの開発を行うことを目的とする。目標としては下記のイオン濃度に対応させるように行う。また、果実の搾汁液を計測するため、L-アスコルビン酸、糖類(ぶどう糖、果糖、シュークロース)を計測するためのセンサーの新規開発を行った。目標にしている成分濃度範囲は広いため、1つのセンサーで計測範囲をカバーするのは難しい。したがって、低濃度用センサカードと高濃度用のカードの2種類に分けて研究を行っていく予定である。糖類は、果汁を対象と考えて、高濃度を計測するセンサーを開発していく。また、微小流体解析により最適な流路を加工した。
汁液では開発したセンサーで計測できる濃度範囲外であるため、希釈により測定した結果と原子吸光分析法ならびにイオンクロマトグラフィ法によりイオン濃度計測との相関関係を調べた結果、4倍希釈時の結果が最も相関が高いことが判明した。また、有機酸とくにシュウ酸が妨害イオンとして予想以上に働くことが判明したため、有機酸を中和する方法について、試行錯誤的に検討をおこなっている。有機酸がどのように妨害イオンとして働くかは完全には明らかではないが、イオン交換型への妨害、ニュートラルキャリア型への妨害がそれぞれ生じていると考えている。
アスコルビン酸、ブドウ糖、果糖を水溶液サンプルの性状にした後に、その水溶液中に含まれる濃度を定量測定するセンサの開発も行っている。フルクトースは、酵素センサーにより濃度0.5〜10.0mmol/Lに、グルコースは酵素センサーにより濃度0.5〜10.0mmol/L、アスコルビン酸は電気化学センサーにより濃度0.2〜10.0mmol/Lに対応すべく塗膜の選定を行って計測を行った。