呼気中アセトン・イソプロパノールの間欠繰り返し計測のためのバイオスニファに関する研究

カテゴリ: 論文誌(論文単位)

グループ名: 【E】センサ・マイクロマシン部門

発行日: 2020/07/01

タイトル(英語): Bio-sniffer for Intermittent Repetitive Measurement of Acetone and Isopropanol in Exhaled Breath

著者名: 鈴木　翔太（東京医科歯科大学 生体材料工学研究所），辻井　誠人（東京医科歯科大学 生体材料工学研究所），當麻　浩司（東京医科歯科大学 生体材料工学研究所），荒川　貴博（東京医科歯科大学 生体材料工学研究所），三林　浩二（東京医科歯科大学 生体材料工学研究所）

著者名(英語): Shota Suzuki (Institute of Biomaterials and Bioengineering), Masato Tsujii (Institute of Biomaterials and Bioengineering), Koji Toma (Institute of Biomaterials and Bioengineering), Takahiro Arakawa (Institute of Biomaterials and Bioengineering), Kohji Mitsubayashi (Institute of Biomaterials and Bioengineering)

キーワード: 生体ガス，バイオ蛍光法，ガスセンサ，脂質代謝，糖尿病，2級アルコール脱水素酵素　　human volatile chemicals，bio-fluorescence，gas sensor，lipid metabolism，diabetes，secondary alcohol dehydrogenase

要約(英語): We developed a fiber-optic biochemical gas sensor (bio-sniffer) which can measure acetone and isopropanol (IPA) for lipid metabolism evaluation and diabetes screening. We applied to intermittent measurement of the both components in exhaled air. The bio-sniffer utilized a reduction reaction of acetone (pH7.5) and an oxidation reaction of IPA (pH8.5) by secondary alcohol dehydrogenase (S-ADH). The nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) consumed (produced) in these reactions was excited by UV light (λ = 340 nm), and the autofluorescence from NADH (λ = 490 nm) was detected by a photomultiplier tube (PMT). Using this principle, we measured acetone and IPA gases intermittently by switching pH and the coenzyme (NADH / NAD+). The dynamic ranges of the sensor were 10-3000 ppb for acetone and 2-1000 ppb for IPA, which encompassed the breath concentration of healthy people (acetone: 200-900 ppb, IPA: 10-30 ppb). Finally, the bio-sniffer was applied to healthy person’s breath and showed the similar responses to the standard gases. These results indicate the usefulness of the bio-sniffer in breath measurement.

本誌: 電気学会論文誌E（センサ・マイクロマシン部門誌） Vol.140 No.7 （2020） 特集：第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム受賞論文

本誌掲載ページ: 177-181 p

原稿種別: 論文／日本語

電子版へのリンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejsmas/140/7/140_177/_article/-char/ja/