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ウェアラブルセンサとして有機TFTを含む電気化学センサーを作製

山形大学のグループが、有機薄膜トランジスタと電流センサーを組み合わせることで電気化学センサーを作製した旨をScientific Reports に発表しました。


この記事は下記論文の紹介記事です。

論文:

Shiwaku, Rei, et al. "A Printed Organic Circuit System for Wearable Amperometric Electrochemical Sensors." Scientific reports 8.1 (2018): 6368.

https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.5028263


人の生体情報をリアルタイムでモニタリングし分析を可能にするウェアラブルデバイスは、スポーツ、ヘルスケア、医療用途など様々な分野での利用が期待されています。活用が期待されているセンサーの中でも酵素ベースの電流センサーは、最も重要な電気化学センサーの一つです。


本論文では、薄い、軽量、高い柔軟性といった特徴を持つ有機薄膜トランジスタ(OTFT)をフィードバック回路、増幅回路として印刷し、酵素ベースの電流センサーと組み合わせました。この研究では、配線及び電極の作製方法として、インクジェット法(DMP2831)による銀ナノメタルインク(ハリマ化成社製)の印刷によって実現しています。またOTFT用有機材料はディスペンサーを用いて塗布を行っているとのことです。


このシステムを用いて作製した乳酸オキシダーゼ膜を有する乳酸センサーはよく機能し、1V / mMの高い感度と100秒の短い応答時間で乳酸塩濃度の定量的かつリアルタイムな測定を可能にしたとのことです。

作製したOTFT (a)OTFTの写真(上)および概略構造(下)。(b)OTFTの伝達曲線および(c)出力曲線。(d)擬似CMOSインバータの回路図と(e)光学顕微鏡像。(f)インバータの静的入出力特性。入力電圧(V IN)の関数としての出力電圧(V OUT)と小信号利得(| V OUT / d V IN |)(g)電流 - 電圧コンバータの回路図。(H)V OUT及び(I)V INの関数としての電流-電圧変換回路のI IN。抵抗値は1〜10MΩに設定 (https://www.nature.com/articles/s41598-018-24744-x より)





#ピエゾ #インクジェット #ディスペンサー #配線 #フレキシブル


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