筑波大学 数理物質科学研究科
鈴木・福田研究室
電気化学発光を利用した高機能
マイクロセンシングシステムの研究
研究目的
高度な微小化学分析システムを実現する上で、複数機能の集積化は今後の課題の一つ
である。化学分析を行うにあたり、必要となる基本的な操作に、溶液の混合と
pH
の調節
がある。本研究では、電気化学的原理を用いることにより、これらの機能が容易に微小な
チップ上に集積化され、しかも操作の自動化も実現できることを示す。また、ここにセンシ
ング機能を集積化するのは難しくない。本研究ではさらに電気化学発光を利用したセンシ
ングもチップ上で行えることを示す。
研究内容
Ru(bpy)32+
を含む試薬溶液を液溜めに注入すると、毛細管現象によって自発的に反
応槽まで送液された。次いでアミノ酸を含むサンプル溶液を注入し、バルブを隔てた各領
域を満たし、参照極に溶液が到達すると、自動的にバルブに電圧が印加され、エレクトロ
ウェッティングによって溶液が自動的に混合された。さらに
pH
レギュレータの作用極に電
位を印加し、反応槽内の
pH
を
12
に調整した。この時、作用極電位を同じ値に固定すると、
フィードバック機能が働き、
pH
は一定値に維持された。その後、反応容器中のイリジウム
電極に
+1.1 V (vs. Ag/AgCl)
を印加して電気化学発光を発生させ、この発光をシステム
上部に固定したフォトダイオードを用いて検出した。この時の発光強度はアミノ酸の濃度
に対して
1
μ
M ~ 0.1 nM
の範囲で直線的な関係を示し、アミノ酸に対する高感度検出が
可能であることが示された。
[
参考資料
]
Hiroki
Hosono, Wataru Satoh, Junji Fukuda, and Hiroaki
Suzuki, “
Microanalysis System Based on Electrochemiluminescence Detection
,”
SENSORS AND
MATERIALS
Vol. 19, No. 4 (2007) 191-201