2017年7月6日（木）15:30〜15:55⑤
ダイヤモンド電極の医療分野への展開〜生体物質の高感度リアルタイムモニター〜
慶應義塾大学
理工学部教授化学科

栄長 泰明

新技術の概要ホウ素を高濃度にドープした導電性をもつダイヤモンドを合成し、電極として用いる応用展開について研究開発を推進しています（ダイヤモンド電極）。ここでは、ダイヤモンド電極が、ウイルスの高感度検出をはじめ、高感度、リアルタイムで生体計測ができる電気化学センサーとして医療分野へ応用する展開について紹介します。
従来技術・競合技術との比較
投薬や治療などによる薬物や腫瘍マーカーの濃度変動をリアルタイムで計測できる技術が求められている。従来技術ではリアルタイムモニターは困難であるが、ダイヤモンドマイクロ電極により電気化学的に高感度に検出が可能である。
新技術の特徴生体関連物質、薬物等を生体内でリアルタイムモニターが可能。
従来法で必須となっている試薬、抗体等を用いる必要がない。
簡便かつ高感度、さらに耐久性に優れている。
想定される用途
腫瘍マーカー、pH、薬物動態の生体内計測
携帯型・ウエアラブル型のウイルス検出デバイス
水質等、環境計測へも応用可能

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特性数値

摘要

新モース硬度15

地球上の物質中最高
4音速

1.8×10 m/s

地球上の物質中最高

ヤング率1050 GPa

地球上の物質中最高

体積弾性率

500 GPa

地球上の物質中最高

熱伝導度

900-2000 W/m·K

地球上の物質中最高

熱膨張率

0.8×10-6/K

地球上の物質中最小

光学的性質

透明、等方、屈折、分散何れも大屈折率

nD=2.417

非常に大非常に大誘電率

5.5

化学安定性

強酸・強塩基に侵されない

非常に大デバイ温度

2240K

非常に高い

バンドギャップ

5.6eV

非常に大着火温度

約1000Υ

非常に高い᭱䜒ே䜢㨩஢䛩䜛ᮦᩱ䛾୍䛴2䝩䜴⣲䜢䝗䞊䝥䛧䛯䛂ᑟ㟁ᛶ䝎䜲䝲䝰䞁䝗䛃䝎䜲䝲䝰䞁䝗㟁Ẽ໬Ꮫ㛵㐃ㄽᩥᩘ

Boron-doped Diamond (BDD)ึ䛾ⱥㄒᮏ“Diamond Electrochemistry”“Synthetic Diamond Films”

2011

2005

[B]

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Edited by䠖
Akira Fujishima
Yasuaki Einaga
Tata N. Rao
Donald A. Trykḟୡ௦༙ᑟయ

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Edited by䠖
Eric Brillas
Carlos A. Martinez-Huitleᰤ㛗Ὀ᫂ⴭ

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WILEY

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Concentration (mg/l)

Current Density (mA/cm)

Current (nA)

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Sci. Rep., 3, 3257 (2013).

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Permentier, H. P. et al. Rapid Communicationsin Mass Spectrometry 2003, 17, 1585–1592.

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2526

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Sci. Rep., 6, 32429 (2016).
2728

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Angew. Chem. Int. Ed., 51, 5443 (2012).
43

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J. Electroanal. Chem., 404, 299 (1996).

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Angew. Chem. Int. Ed., 53, 871 (2014).

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