東京理科大学の研究グループ、汗中のイオン濃度をリアルタイム測定できる小型センサの開発に成功

東京理科大学の研究グループは、汗中のイオン濃度をリアルタイムで測定できる小型のイオンセンサの開発に成功しました。また、作製したイオンセンサを熱転写印刷により衣類に取り付けることで、非侵襲的なウェアラブルデバイスとして使用可能であることを実証しました。

研究グループは、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、向本敬洋准教授らで構成されています。

※非侵襲的…生体を傷つけないような
※イオンセンサ…液中の特定イオンに応答し、その濃度に対応する電極電位を発生させるセンサ

人体への負荷が少ないウェアラブルデバイスの実現へ

近年、健康状態や運動量のモニタリングを目的としたさまざまなウェアラブルデバイスが開発されています。特に、人の汗にはさまざまな成分が含まれており、それらを定量的に計測することで生体情報をある程度把握することができます。

そのため、軽量かつ快適で、人体への負荷が少ないウェアラブルデバイスが模索されてきました。そこで同研究グループは、非侵襲的で安定・継続して汗中のイオン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、研究を進めてきました。

※ウェアラブルデバイス…身体に装着して心拍数、呼吸数、体温、血圧、血糖値などを測定するデバイスのこと

今回、研究グループは人の汗に含まれるCl-、Na+、K+、NH4+などの各イオンをリアルタイムで定量化できるイオンセンサの開発に成功しました。これらのイオンセンサは他の成分の影響を受けることなく、精度よく各イオン濃度を測定できます。

開発したイオンセンサは小型で、衣類に熱転写印刷することができるため、使用時に直接肌に触れることはありません。そのため、装着時の圧迫感や皮膚のかぶれがなく、長時間快適に使用することができます。

同研究成果をさらに発展させ、Tシャツやリストバンド、インソールなどに組み込むことができるようになれば、健康状態をリアルタイムでモニタリングできるさまざまな製品の実現が期待されます。

今回の研究成果について、研究を主導した四反田准教授は「人の汗に含まれる各イオン濃度をモニタリングすることで、運動管理や記録に応用できるとともに脱水症状の早期検知につながると考えられます。また、労働環境下での熱中症の早期発見などに役立つことが期待されます」とコメントしています。

（文・我妻歩実）

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