2.2 マウスガード型グルコースセンサ

口腔用のマウスガード型グルコースセンサもSCL型センサと同様に、マウスガード材料に薄膜電極を成形し、ＧＯＤを固定化し作製した。マウスガードについては、市販のマウスガード材料であるポリエチレンテレフタレートグリコール（PETG）を選択し、電極(PtとAg)の薄膜をスパッタ装置にて成膜した。 次に、ＧＯＤを生体適合性ポリマーにて包括固定化した。なおマウスガード型センサでは、上下2枚のマウスガード用シートを積層し、計測回路と通信回路を被覆コートし作製した（図3）。作製では、石膏歯型をもとに吸引型成型器にて、シート材料(厚さ:0.5mm)からマウスガード(下部)を3次元成型した。 次に臼歯の頬側に回路部が位置するように設置し、成型器にて上部のマウスガードを加工した。
次に、上述の電極作製方法を用いて、下部のマウスガードの口腔内側表面部にバイオセンサを構築した後、測定回路と電極端子を接合し、マウスガード型バイオセンサとした^[3]。無線計測を行うため、測定・通信回路を設計・外製した。無線の周波数帯域には、産業・医学用機器の周波数帯である2.4 GHz帯を採用し、ボタン電池(1.5 V、1個）を計測および無線通信の電源とした。出力電流値は、数値データとして受信機に送信され、リアルタイムでPC（スマートホン、スマートウオッチ）に表示される。

予備実験として、人工唾液をもとに調整した標準グルコース溶液を、マウスガード型センサに負荷したところ、出力電流値の著しい低下が観察された。人工唾液に含まれるタンパク質（ムチン等）がセンサ感応部に吸着することが、その原因と考えられた。
そこで、感応部に生体適合性ポリマーをオーバーコートすることで、タンパク質の影響防止を図った。改良したバイオセンサではS/N比が向上し、唾液濃度(20〜200µmol/l)を含む、10〜1000µmol/lの濃度範囲でグルコースの定量が可能となった^[3]。
なお作製したセンサの選択性を、各種の糖類（ガラクトース、ソルビトール、キシリトール、フルクトース)を用いて調べたところ、グルコースに対して高い選択性を示した。現在は本学歯学部との共同研究にて、開発した無線通信機能付きマウスガード型センサによる唾液グルコース計測の実験を進めている。

次週に続く－

著者紹介
氏名：三林　浩二（みつばやし　こうじ）
所属：東京医科歯科大学　生体材料工学研究所　センサ医工学分野

■略歴
1985年3月　　豊橋技術科学大学大学院 工学研究科 修士課程 エネルギー工学専攻 修了
1994年9月　　東京大学大学院 工学系研究科 博士課程 先端学際工学専攻 修了（博士[工学]）
1998年4月　　東海大学 工学部電気工学科 助教授
2003年9月　　東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 計測分野（現:センサ医工学分野）教授
2011年　　　 仏国ペルピニアン大学　IMAGES研究所　客員教授
（2008年4月～2011年3月　東京医科歯科大学　評議員）
（2011年8月～2014年3月 同大学　学長特別補佐[評価担当]）
（2014年4月～2017年3月　 同大学　副理事[企画・大学改革担当]）
現在に至る
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学会役員など
2013/1-現在　　化学センサ研究会 　役員
2016/5-現在　　次世代センサ協議会 理事
2012/1-現在　　Biosensors and Bioelectronics (@Elsevier) 編集委員
2015/1-現在　　Sensors and Materials (@MYU) 編集委員、2017/4-現在　Associate Editor
2017/4-現在　　センサ＆IoTコンソーシアム会長
など
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2006年　　日本機械学会「講演論文賞」
2006年　　IEEE Sensors 2006, Best Presentation Award
2011年　　電気学会「優秀技術論文賞」
2015年　　Runner Up Award、4th International Conference on Bio-Sensing Technology, Lisbon on 10-14 May 2015.
他、多数

■専門分野・研究テーマ
センサ医工学、医療用バイオデバイス、生体情報計測、ユビキタス情報通信、生体応用工学 など