バイオLCオシレータの開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では新しいバイオセンサー原理であるバイオLCオシレータを提案することを目的としている。本年度は分子認識素子としてグルコース脱水素酵素(GDH)を用いた。同酵素が電極との直接電子移動が可能であることに注目し、ナノメートルサイズの粒子から構成されるケッチェンブラックを用いた酵素電極をアノードとした酵素燃料電池を構築し、この酵素電池をバリキャップダイオード(VCD)に接続することで、起電力に基づきVCDのキャパシタンスが変化し、VCDのキャパシタンスによって発振する電波の周波数が変化するLCオシレータを設計した。その結果、グルコース濃度の増加とともに、酵素燃料電池の起電力が増加し、その結果、VCDのキャパシタンスが減少、これに伴い発振周波数の増加が観察された。さらに試料中のグルコース濃度と受信部側での送信されてくる電波の周波数の相関を観察したところ、グルコース濃度の増加とともに、周波数が増加し、受信する周波数に基づき、グルコース濃度を計測できることが示された。この結果は、本研究で提案しているバイオLCオシレータの原理が検証されたばかりでなく、これまでに報告のない外部の電源・エネルギ源を必要とせず、血液中のグルコースによって起動、測定、さらに送信する自立型のワイヤレスグルコースセンサ開発の可能性を示している。本研究の成果は、今後の医療機器開発に新しい知見を与えるばかりでなく、全く新しいバイオデバイスの原理を提唱するものである。