[研究の要旨とポイント]
●人の汗に含まれる乳酸濃度を長時間安定してモニタリングできるバイオセンサを開発。
●測定誤差の原因となる気泡をトラップする機構をマイクロ流体デバイス内に設けることで、測定への影響を抑えることに成功。
●従来よりも安定的に乳酸濃度を測定することができるので、長時間のトレーニングやコンディション管理に有用なウェアラブルデバイスとしての応用が期待される。

[研究の概要]
東京理科大学創域理工学部先端化学科の四反田功准教授、同大学工学部機械工学科の元祐昌廣教授、同大学薬学部薬学科の鈴木立紀准教授、同大学教養教育研究院野田キャンパス教養部の柳田信也教授、向本敬洋准教授らの研究グループは、マイクロ流路内に侵入した気泡をトラップし、汗中の乳酸濃度を長時間安定的にモニタリングできるバイオセンサの開発に成功した。

汗や血液に含まれる乳酸は、運動やトレーニングの指標となることが知られている。従来、汗に含まれる乳酸を簡便に測定できるウェアラブルデバイスがいくつか報告されているが、使用中に流路内に気泡が侵入して電極部分に接触することで、センサ応答が不安定になるという課題があった。そこで本研究グループは、人の肌に優しく長時間安定して汗中の乳酸濃度をモニタリングできるウェアラブルデバイスの実現を目指して、研究開発を行ってきた。

本研究では、汗が通過するマイクロ流路内に気泡をトラップするリザーバーを導入した。このデバイス設計により、気泡がセンサ内に侵入しても電極部分への接触が抑制され、長時間連続して乳酸濃度を測定することが可能となった。実際に、今回開発したセンサを人の身体に装着した実験を行ったところ、乳酸値の連続的なモニタリングが可能となった。本研究成果をさらに発展させることにより、スポーツ選手のトレーニング、患者のリハビリテーションなどの場面で長時間、快適に使用できるウェアラブルデバイスとしての応用が期待される。

本研究の成果は、2023年5月22日に国際学術誌「ACS Sensors」にオンライン掲載された。

ニュースリリースサイト(tus.ac)：https://www.tus.ac.jp/today/archive/20230718_7325.html