Chemical Sensors
Vol. 33, No.1 (2017)

巻頭言

本年度から、清水会長の後任として化学センサ研究会の会長を務めさせて頂くことになりました。自己紹介を兼ねて、化学センサ研究を始めるまでの過去を振り返ってみました。大学と大学院時代は、九州大学工学部応用化学科の高柳素夫先生、梶山千里先生の御指導の元で、高分子物性、特にイオン分離を行うための高分子/液晶複合膜の研究を行いました。1983年にNTT研究所に就職し数年間、電解重合法を利用した導電性高分子材料の開発を行ってきました。以上の様に最初は、高分子材料の研究を行ってきたため、始めて化学センサ研究会に参加したのは、1994年1月の株式会社フジクラで行われた会で発表させて頂いた時と記憶しています、当時、私は、高分子材料の研究開発から、本会の研究分野に含まれる“高感度電気化学検出の微小くし形電極の研究”を始めており、本会への入会が、化学センサ、バイオセンサの研究について勉強させて頂く、大変良い場となりました。微小くし形電極は、その後ビーエーエス株式会社の協力を得て、現在も同社より販売しています。また、90年代の後半から、表面プラズモン共鳴(SPR)センサの研究を開始し、企業、大学等と共同して装置の開発も行いました。当時本会は、九大の三浦則雄先生や国立リハビリセンタ研究所の碇山義人先生、外山滋先生のグループなど同センサの研究を行っているグループも多く、各先生方の発表が大変刺激になりました。
　2001年頃からは、NEDOプロジェクト“心疾患治療システムの開発”に参加し、当時産総研の水谷文雄先生のグループや筑波大の鈴木博章先生のグループなどと協力し、いくつかのバイオセンサの研究開発を行いました。その縁もあって、2004年より産業技術総合研究所に移って、研究を行いました。異動直後、化学センサ国際会議(IMCS2004)の現地実行委員として会議の準備や当日の運営を行いました。着任直後で、大変慌しかったのですが、今では、大変良い思い出になっています。産総研では、主に炭素薄膜材料を用いた電気化学分析やバイオセンサの研究を行ってきました。産総研は、本会の会員も多く、所内外の様々なイベント、会議を通して、色々と交流することができました。一昨年10月に、現所属の埼玉工業大学へ異動し、電気分析化学、バイオセンサなどの研究を続けていますが、本学は、元会長の内山俊一学長を始め、本会のメンバーに着任後、色々な面でご指導を頂いております。
　さて、今後の本会を考えますと、現在、化学センサ、バイオセンサに関わる要素技術は、電気化学、光学、半導体等の検出に関するもの、有機無機材料からバイオテクノロジー等の材料関連、マイクロ・ナノ技術といったデバイス技術など大きく広がっています。また、関連分野を見てみますと、ビッグデータを利用したセンサ情報の処理技術、センサ情報を取得、流通させるためのIoT技術などの情報関連の技術も益々重要性を増している様に感じます。以上の観点から、本会の継続と更なる発展に向けて、様々な分野の知識の集約や新しいメンバーの参画が必要になっていると思います。
　研究会の更なる発展のため、任期中に、分析化学会、応用物理学会、バイオ関連の学会など様々な学会の方に声をかけて、異分野との交流などを推進できたらと考えております。そのためには、人的な繋がりが大変重要と感じます。個人会員、法人会員の皆様のご支援をよろしくお願いいたします。

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トピックス

Circulating tumor cells (CTCs) are defined as the tumor cells found in peripheral blood of metastatic cancer patients.　CTCs have been intensively studied as a prognostic marker for several metastatic cancers. However, detection of CTCs is still difficult because of the extremely low abundance (1-100 CTCs in 1 ml of blood containing 50 billion blood cells). To address this issue, we developed a CTC-detection system using a microcavity array on which micro-sized holes are aligned at regular intervals. This system allowed us to isolate CTCs from whole blood with high efficiency based on differences of cell size and deformability between tumor cells and normal blood cells. A clinical study demonstrated the advantage of our microcavity array system for CTC detection in metastatic lung cancer as compared with a conventional method, suggesting a promising potential of the microcavity arrays system. In addition, we recently demonstrated that our microcavity array system could predict the invasiveness of cancer cells by deformability-based assay. We propose that the microcavity array system could contribute to development of innovative platforms for various cancer researches.

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Graphene oxide (GO) is a two-dimensional carbon nanosheet covered with oxygen functional groups. GO has been attracting much attention as a super-material that can be applied to versatile areas such as capacitors, batteries, solar cells, gas separation membranes, and biosensors. Here, we report on the development of GO-based solid electrolyte gas sensors that utilize the proton conductivity of GO. GO membranes were fabricated by filtration using a colloidal solution containing GO nanosheets synthesized by a modified Hummers' method. Gas sensor devices were fabricated using the GO membrane fitted with a Pt/C sensing electrode and a Pt-black reference electrode. The GO sensor showed high, stable, and reproducible responses to hydrogen (50-300 ppm) in air (35%RH) at room temperature. The sensing mechanism is explained by the mixed-potential theory. Our results suggest the potential capability of GO for the electrochemical detection of combustible gases without external heating. Finally, future prospects on GO-based gas sensors were outlined.

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