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フレキシブルBDDセンサ素子の開発と植物生体電位差測定への応用

柔性BDD传感器元件的研制及其在植物生物电测量中的应用

基本信息

批准号：
17K05958
负责人：
田子祥子
金额：
$ 3.16万
依托单位：
Kanagawa Institute of Industrial Sclence and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

BDD（Boron-doped diamond）は本来絶縁体であるダイヤモンドにホウ素をドープした材料であり、高濃度にドープして導電性を向上させたものは電解用電極や微量物質センサとして検討されている。本来剛直なBDDであるが、本研究ではBDD粉体と樹脂材料を使用することで、フレキシブルなBDD電極を開発し、非平面的植物生体によく密着し、あるいは針のように植物に差し込んで折れることのないセンサ素子を作製して、植物の生体活動や環境変化に因る植物の反応の高感度検出と長期測定を目指す。また、電極間電位差が変化する時に植物細胞内外でのイオン分布の変化に伴ってインピーダンスなどの植物の電気的特性がどのように変化するかを測定し、生体活動やそのメカニズムとの関連を明らかにすることを目的とする。本年度は、BDD電極を心電図用電極に固定してセンサ素子とし、アロエの葉に設置した上で、本年度の計画にそって電気化学インピーダンス測定システムを用い、実際に植物生体上にBDD電極を設置したときの対象の周波数特性を測定した。また、その結果をPt電極、Ag/AgCl電極と比較・解析し、BDD電極を使用したときとの違いについて検討した。これにより、BDD電極がAg/AgCl電極よりも信号の取得において優位になると期待される周波数域が存在することが示唆された。該当する周波数帯においてはより高感度に生体の電気の波を検出できると考えられるため、今後のBDD電極を用いた生体電位検出の高感度化に向けた研究の発展が期待される。

BDD (Boron-doped diamond) is an electrolyte electrode and trace substance with high conductivity and high concentration. In this study, BDD powder and resin materials were used to develop, non-planar plant organisms, close contact, needle and needle, and plant reaction due to plant activity and environmental changes. When the potential difference between the electrodes changes, the distribution of electricity inside and outside the plant cell changes, and the electrical characteristics of the plant change, and the biological activity changes. This year, the BDD electrode is used for electrocardiographic electrode fixation, electrode setting, electrochemistry measurement, and measurement of frequency characteristics of BDD electrode in plants. Pt electrode, Ag/AgCl electrode, comparison analysis, BDD electrode, etc. The BDD electrode is Ag/AgCl electrode. The frequency band of the BDD electrode is expected to increase the sensitivity of the biological potential detection.