Development of electrical resistance taste sensor using ionic liquid and detection of nonelectrolyte taste substances

离子液体电阻味觉传感器的开发及非电解质味觉物质的检测

• 批准号: 21K14172
• 负责人: 巫 霄
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Fukuoka Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14172/
• 关键词: イオン液体; 非荷電味物質; 膜インピーダンス; 電気抵抗; 味覚センサ; 無電荷味物質; 非電解質

本研究では、味覚センサを用いたインピーダンス測定法により、非荷電苦味物質の検出を試みた。昨年度は、従来の脂質高分子膜を使用して、非荷電や弱電解質の味物質の吸着による膜インピーダンスの変化を検出する試みを行った。今年度は、非荷電の苦味物質の検出を目指し、電気伝導性が優れるイオン液体であるTrihexyltetradecylphosphonium hexafluorophosphate (TPHP)とTrihexyltetradecylphosphonium decanoate (TPDO)を膜材料として使用した。具体的には、インピーダンス測定装置を用いて、非荷電苦味物質であるN-phenylthioureaの測定を行った。また、比較のために電解質の苦味物質であるイソα酸も測定した。さらに、膜の疎水性が非荷電苦味物質の検出に与える影響を調査するため、センサ表面の接触角も測定した。実験結果から、非荷電苦味物質の濃度が高いほど、測定値（CIA、Change of membrane Impedance caused by Adsorption）も高くなる濃度依存性が確認された。また、イソα酸の測定では、イオン液体の濃度に関係なく、一貫してTPDO膜の方がTPHP膜よりも高い測定値を示した。一方、非荷電苦味物質のN-phenylthioureaの測定では、イオン液体の濃度が低い場合にはTPDO膜の方が高い応答を示したが、濃度が高い場合にはTPHP膜の方が高い応答を示した。この現象は、イオン液体の陰イオンの種類の違いによるものであり、膜内のキャリアの移動が影響していると考えられる。さらに、イオン液体の濃度が高いほど、膜全体のインピーダンスが低下し、接触角も小さくなることが明らかになった。これは、膜内のキャリアの増加が原因であり、膜表面の疎水性が低下することを示している。本年度では、濃度依存性や膜の疎水性の影響が明らかになったが、イオン液体の組成による違いについては詳細な調査が必要である。さらに、人間の感覚閾値付近でも検出できるように、膜全体のインピーダンスを低下させる手法が考えられる。

In this study, the detection of non-charged bitter substances was studied by using the method of detection of bitter substances. In the past year, the use of lipid polymer membranes, non-charged and weak electrolyte adsorption, membrane transformation and testing were carried out. This year, the detection of non-charged bitter substances is indicated by the use of trihexyltetradecylphosphate (TPHP) and trihexyltetradecylphosphate (TPDO) as film materials. The specific determination device is used for the determination of non-charged bitter substances such as N-phenylthiophene. Comparison of electrolyte and bitter substances Investigation of the influence of water content on the generation and distribution of non-charged bitter substances The results showed that the concentration of uncharged bitter substances increased from high to low, and the concentration dependence of CIA (Change of membrane Impedance caused by Adsorption) increased from high to low. The relationship between the concentration of TPDO and the concentration of TPHP is shown. The determination of N-phenylthiorea in a non-charged bitter substance indicates that the concentration of TPDO film is high when the concentration of TPDO film is low, and that the concentration of TPDO film is high when the concentration is high. This phenomenon is affected by the type of liquid and the movement of the film. The concentration of the liquid is high, the concentration of the film is low, and the contact angle is small. The reason for the increase of the moisture content in the membrane is that the moisture content on the membrane surface is low. This year, it is necessary to conduct detailed investigation on the influence of concentration dependence and membrane moisture content on the composition of liquid. In this case, the threshold value of human sensitivity is close to the threshold value, and the threshold value of membrane is close to the threshold value.

项目成果

生体受容機構に模倣したうま味センサの開発

开发模拟生物受体机制的鲜味传感器

• 发表时间: 2022
• 作者: 楊 剣楠;巫 霄;木村 俊輔;小野寺 武;矢田部 塁;池崎 秀和 ;都甲 潔
• 通讯作者: 都甲 潔

フェニルボロン酸を用いた脂質高分子膜型甘味センサの開発

使用苯硼酸的脂质聚合物膜型甜味传感器的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 王 佳音;劉 元昌;趙 澤誉;木村 俊輔;巫 霄;矢田部 塁;小野寺 武;池崎 秀和;都甲 潔
• 通讯作者: 都甲 潔

Elucidation of Response Mechanism of a Potentiometric Sweetness Sensor with a Lipid/Polymer Membrane for Uncharged Sweeteners

• DOI: 10.3390/chemosensors10050166
• 发表时间: 2022-05-01
• 期刊: CHEMOSENSORS
• 影响因子: 4.2
• 作者: Ye, Zihong;Ai, Tianci;Toko, Kiyoshi
• 通讯作者: Toko, Kiyoshi

味覚センサにおけるうま味相乗効果の検出に関する研究

味觉传感器鲜味协同检测研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Kuse Naoya;Minoshima Kaoru;牛 呈裕，楊 剣楠，田原祐助，巫 霄，小野寺 武，矢田部 塁，都甲 潔
• 通讯作者: 牛 呈裕，楊 剣楠，田原祐助，巫 霄，小野寺 武，矢田部 塁，都甲 潔

フェニルボロン酸誘導体を用いた糖質用甘味センサの応答調査

使用苯硼酸衍生物的糖甜度传感器的响应研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 巫 霄;添田新太郎;手島蒼央;富吉 涼;田島健太郎;池崎秀和;都甲 潔
• 通讯作者: 都甲 潔