酸・塩基性物質の電気化学検出法のウェアラブル化と心理的ストレス評価センサの開発

可穿戴式酸碱性物质电化学检测方法及心理压力评估传感器的研制

• 批准号: 22K05176
• 负责人: 小谷 明
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05176/
• 关键词: 電気化学; 分析化学; 酸性物質; アガロースゲル; スクリーン印刷電極; ハイドロゲル; センサ; スクリーンプリント電極

本研究は、心理的ストレスのバイオマーカーを非侵襲的かつ経時的にモニタリングできるウェアラブルセンサを開発することを目的とする。具体的には、皮膚表面の遊離脂肪酸とアンモニアを特異的に検出するために、キノン／ハイドロキノンのメディエーター機能に基づく酸・塩基性物質の電気化学検出法をハイドロゲル電極へ導入し、ウェアラブル化を図る。本年度は，スクリーン印刷電極上に被覆したアガロースゲル上に酢酸を浸漬し、アガロースゲル内に浸透した酢酸をキノンのボルタンメトリーで検出可能か検討した。作用電極がグラッシーカーボン（GC）、参照電極がAg、対極がGCで構成されるスクリーン印刷電極の表面を3,5-ジ-tert-ブチル-1,2-ベンゾキノン（DBBQ）とNaClを含むアガロースゲルで被覆することで、ハイドロゲル電極を作製した。検液はハイドロゲル電極の上に浸漬し、3分後に電位走査を開始した。電位の走査範囲は＋0.6～－1.0 V vs. Ag，走査速度は50 mV/sに設定した。まず、ハイドロゲル電極にエタノール－水（7:8）混液を浸漬してボルタンメトリーを行ったところ、－0.81 Vにアガロースゲル内のDBBQの電解還元による還元波が観察された。次に、50 mmol/L酢酸を含むエタノール－水（7:8）混液をハイドロゲル電極に浸漬して同様のボルタンメトリーを行ったところ、－0.16 Vに酢酸に由来するDBBQの還元前置波が観察された。これより、アガロースゲル内に浸透した酢酸をキノンのメディエーター機能を活用して検出できることが示された。酢酸に由来するDBBQの還元前置波の波高は浸漬した酢酸の濃度に比例し、5～100 mmol/Lの範囲において良好な直線性を示した（r = 0.999）。以上の結果から，作製したハイドロゲル電極で，酢酸の定量が行えることがわかった。

This study は, psychological ス ト レ ス の バ イ オ マ ー カ ー を of noninvasive か つ 経 when に モ ニ タ リ ン グ で き る ウ ェ ア ラ ブ ル セ ン サ を open 発 す る こ と を purpose と す る. Specific に は の, skin surface free fatty acids と ア ン モ ニ ア を specific に 検 out す る た め に, キ ノ ン / ハ イ ド ロ キ ノ ン の メ デ ィ エ ー タ ー function に base づ く, acid salt, basic material の electric 気 chemical 検 out を ハ イ ド ロ ゲ ル electrode へ import し, ウ ェ ア ラ ブ ル change を 図 る. This year は ス ク リ ー ン printing electrode に coating し た ア ガ ロ ー ス ゲ ル on に を boggy acid dipping し, ア ガ ロ ー ス ゲ ル に soak in し た boggy acid を キ ノ ン の ボ ル タ ン メ ト リ ー で 検 makes possible か beg し 検 た. Role electrode が グ ラ ッ シ ー カ ー ボ ン (GC), reference electrode が Ag, extremely が GC で seaborne さ れ る ス ク リ ー を の ン printing electrode surface 3, 5 - ジ - tert - ブ チ ル - 1, 2 - ベ ン ゾ キ ノ ン (DBBQ) と NaCl contains を む ア ガ ロ ー ス ゲ ル で coating す る こ と で, ハ イ ド ロ ゲ ル electrode を cropping し た. Youdaoplaceholder0 solution ハ ハ ドロゲ ドロゲ に the <s:1> electrode <s:1> is immersed in ハ, and after 3 minutes, the に potential is checked を and た begins. The potentiometer walking range is 囲 囲 +0.6 to -1.0 V vs. Ag, and the walking speed is に 50 mV/sに set at た た. ま ず, ハ イ ド ロ ゲ ル electrode に エ タ ノ ー ル を (11) mixed liquid - water dipping し て ボ ル タ ン メ ト リ ー を line っ た と こ ろ, 0.81 V に ア ガ ロ ー ス ゲ ル within の DBBQ の electrolytic also yuan に よ る yuan also wave が 観 examine さ れ た. Time に, tendency of 50 L を boggy acid containing む エ タ ノ ー ル - water (11) mixed liquid を ハ イ ド ロ ゲ ル electrode に dipping し て with others の ボ ル タ ン メ ト リ ー を line っ た と こ ろ, 0.16 V に boggy acid に origin す る DBBQ の is yuan front wave が 観 examine さ れ た. こ れ よ り, ア ガ ロ ー ス ゲ ル に soak in し た boggy acid を キ ノ ン の メ デ ィ エ ー タ ー function を use し て 検 out で き る こ と が shown さ れ た. Boggy acid に origin す る DBBQ の yuan also lead の wave high は dipping し た に proportion し の boggy acid concentration, 5 ~ 100 tendency/L の van 囲 に お い て な good linearity を shown し た (r = 0.999). The above <s:1> results ら ら were used to prepare たハ ドロゲ ドロゲ <s:1> で electrodes で, and the <s:1> quantification of oxalic acid が was performed on える える とがわ とがわ った った った.

项目成果

Determination of Amino Acidity in Japanese Sake Based on the Voltammetric Measurement of Surplus Acid by Quinone Reduction

醌还原伏安法测定日本清酒中的氨基酸含量

• DOI: 10.5796/electrochemistry.22-00108
• 发表时间: 2022
• 期刊: Electrochemistry
• 影响因子: 2.5
• 作者: KOTANI Akira;WATANABE Jumpei;MACHIDA Koichi;YAMAMOTO Kazuhiro;HAKAMATA Hideki
• 通讯作者: HAKAMATA Hideki

酸性物質の定量に適用できるハイドロゲル電極の試作

适用于酸性物质定量测定的水凝胶电极的样机制作

• 发表时间: 2023
• 作者: 森山友滋;小谷 明;町田晃一;山本法央;袴田秀樹
• 通讯作者: 袴田秀樹

Electrochemical determination of emodin in acidic media by high-performance liquid chromatography and its application to Polygoni Multiflori Radix samples

• DOI: 10.1007/s44211-022-00177-5
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: Analytical Sciences
• 影响因子: 1.6
• 作者: Aya Shiozawa;Y. Kojima;Akira Kotani;K. Machida;Kazuhiro Yamamoto;H. Hakamata

Electrochemical determination of free amino nitrogen in aged lean beef by the measurement of surplus acid after neutralization

• DOI: 10.1007/s44211-022-00197-1
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Analytical Sciences
• 影响因子: 1.6
• 作者: Akira Kotani;Kaito Shimomura;Kazuhiro Yamamoto;K. Machida;H. Hakamata

日局カシュウ中のエモジン定量のための電気化学検出HPLC

电化学检测高效液相色谱法定量日本腰果中的大黄素

• 发表时间: 2022
• 作者: 塩澤 彩;小谷 明;町田晃一;山本法央;袴田秀樹
• 通讯作者: 袴田秀樹