有機半導体をもちいたLB膜による,体液成分のリアルタイムモニタ

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現在,心電図や脳波はリアルタイムで連続的に記録可能な測定法が存在するが,体液成分などの化学物質の連続的かつリアルタイムの測定法は確立していない.申請者らはこれまで色素ドープ光ファイバセンサなどを用いて,呼気に含まれる水分や尿中に含まれるアンモニアなどのリアルタイムモニタの実現をめざしてきた.本研究では,光センシングにこだわらず,さらにガス選択性などを高めるために,Langmuir Brodgett(LB)法を用いて,機能性有機超薄膜を作成し,それによる体液成分などの測定を試みた.最初に行ったのは,LB法を用いることにより,これまで作成してきた光ファイバセンサより高い性能を持つ光導波路センサの実現を求めることであった.センシング物質として,光ファイバセンサの作成に使用した有機色素をもちいた.LB膜作成法として,吸着LB法を用いてセンシング分子を含んだ超薄膜を作成した.実際に使用した有機色素は呼気中水分の検出としてフェノールレッド,アンモニアの検出として千モ-ルブルーであった.これらLB膜センサはセンシング物質の吸着量が少なく,感度としては十分な特性を示すことができなかったが,その応答速度は光ファイバセンサに比べて向上が見られた.吸着LB法だと十分な感度を持つセンサの作成が困難であったので,次は,機能性分子に長鎖アルキル基をつけ,長鎖飢飽和脂肪酸と混合させることによりLB膜を作成し,センサとしての特性を測定した.ここでは最初の試みとして,体液成分ではないが人体に影響を与えるNO_2のセンシングを試みた.もちいた機能性色素はメロシアニン色素で,アルミ櫛形電極の着いたガラス基板上にメロシアニンLB膜を作成し,NO_2ガス濃度に対する導電率変化を測定した.導電率はNO_2濃度に対して100ppm程度まで線形の変化を示した.また,酸素等の影響を受けることなく,応答速度も数秒という速い応答速度を持つことが確認され,リアルタイムなNO_2ガスセンシングの可能性を示すことができたできた.