バイポーラ電気化学を基礎とした集積化センシングシステムの構築

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(1) 閉じたバイポーラ系でのアレイ化の推進：21年度の研究で、電極反応が進行するバイポーラ電極（BPE）の両端以外を細いリード線で置き換えることにより、集積化されるセンサ数が大幅に増加できることを示した。22年度はこれを基礎とし、バイポーラクラーク型酸素電極アレイおよび銀置換によりアノード反応を検出する閉じたバイポーラ電極アレイデバイスの作製および評価を進めた。前者は研究がまとまり、投稿準備中である。後者はDNAの一括検出を目指してさらに検討を進める。(2) BPE上の精密電位制御：22年度までの研究で、電流を流さないポリマーイオン感応膜(ISM)およびBPEの一部を含む電気化学回路によるBPE／溶液間の界面電位差の制御に成功し、BPEのカソード、アノードでの電極反応を自由に制御可能になった。現在、論文としてまとめ、投稿する段階にきている。関連する前報は投稿中であり、引用の関係でこれがacceptになった段階で投稿する。(3) ハイブリッド式金属置換クーロメトリー：検出感度を向上させるため、閉じたバイポーラ系で検出対象物質を一旦銀に置換し、これをクーロメトリーで測定する方式のデバイスの開発を進めている。22年度は50マイクロメータの電極アレイを銀の析出に用いて測定条件の検討を中心に進め、期待される応答を高頻度で得られるようになった。現在、タンパク質の一括検出に向け、材料、構造、条件の最適化を進めている。(4) 電気化学回路によるポテンショスタットの作製： 21年度は対極に銀／塩化銀を用い、フェリシアン化カリウムの還元により挙動を解析したが、22年度は対極として亜鉛を用いることにより、より大幅に作用極を分極させ、感度を向上させることができることを確認した。また、対極で銀の還元を起こすことにより、作用極上でアスコルビン酸を酸化させ、信号を得ることができることも確認した。