ナノ空間での高収率物質変換に基づく呼気計測技術の開発

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呼気は採取容易な非侵襲試料であり，揮発性バイオマーカー（VBM），呼気エアロゾルに含まれる不揮発性バイオマーカー（N-VBM）をターゲットとしたバイオセンサー開発が進められている。呼気センサー開発では，呼気試料を迅速かつ簡便に捕集するための方法論，呼気中微量成分を高選択かつ高感度に計測する方法論が主要な開発項目である。本研究の目的は，『ナノ空間での高収率酵素反応と電気信号変換』に立脚した設計から，上記要求を解決する呼気センサー要素技術を開発することである。具体的な研究課題は①VBM計測系の開拓と実証，②N-VBM計測系の開拓と実証，③センサー部位の集積化と高度化であり，本年度は①と②について遂行した。①については，ナノホール電極における気液界面形成，ホルムアルデヒドをモデルVBMとした実証実験を行った。さらに，気体中ホルムアルデヒド濃度を正確に制御するフローシステムを自作し，試作したセンサーの検出感度についても検討を進めた。②についてはGOD封入メソポーラスシリカを用いたグルコースの簡易計測について実証した。酵素封入においては，メソポーラスシリカ細孔に対する酵素や基質の吸着状態を明らかとする必要がある。そのために，ミオグロビンをモデル酵素としたメソポーラスシリカ吸着分布に及ぼす細孔サイズの影響，カチオン性分子のメソポーラスシリカ吸着に関する温度の影響についても明らかとした。