Saint Petersburg Electrotechnical Universityの研究グループが、インクジェット印刷により環境中の鉛を計測する使い捨てセンサーを開発しました。
この研究成果は、AIP Conference Proceedingsに掲載されています。
この記事は下記論文の紹介記事です。
論文：
Pudova, A. V., T. M. Zimina, and I. V. Mandric. "Printed disposable electrochemical sensor for biomedical applications." AIP Conference Proceedings. Vol. 2140. No. 1. AIP Publishing, 2019.
現在、重金属、特に鉛による環境汚染はますます深刻な問題になりつつあります。
重金属の汚染物質は、人間と動物に深刻な病気を引き起こします。特に生物に蓄積する点を考えると、かなり低い濃度で重金属は高い毒性を発現します。
そのため、これらの重金属をモニタリングする非常に敏感な装置が必要です。
この課題に対し、安価に製造可能なアノーディックストリッピングボルタンメトリー（ASV）による鉛検出用の3電極セルに基づいた小型平面電気化学センサーを開発しました。
新たに開発されたデバイスは、ビスマスまたは銅の作用電極（WE）、Ag / AgClの参照電極（RE）、および銅の補助電極（AE）を備えた平面3電極方式を用いて実装されています。
ビスマスの作用電極は、ASVにおいて標準の水銀電極の代替として提案されており、毒性が低いことと広い作動電位範囲が特徴です。一方、銅の作用電極は、特に鉛の検出に十分な検出範囲を持ち、入手が容易で安価な材料です。さらに、Cu / CuCl2 参照電極はASVを600秒間実行するのに十分安定していることが既に判明しています。
開発されたセンサーの平面電極は、銀コロイド系インクを使用したインクジェット印刷法により形成されました。銅およびビスマス層は、印刷された銀層上に電気化学的に堆積されることで作用電極および補助電極を形成します。
開発したセンサーの性能テストの結果、銅およびビスマスベースの作用電極を使用して鉛を特定する性能を実証したとのことです。
鉛の検出限界量は70μMであり、この値は食品、特にシーフードのモニタリング要件を満たしています。
開発されたセンサーは、安価で製造が容易な使い捨てデバイスが好まれるフィールド測定に適していると同グループは主張しています。