呼気中アンモニアの即時検知を目指した水晶振動子ガスセンサシステムの開発

Abstract

シリカナノ粒子（SiO2）とポリアリルアミン塩酸塩（PAH）で構成された多孔性薄膜を担持した水晶振動子（QCM）アンモニアガスセンサの開発を試みた。SiO2とPAHの静電的相互作用によって自己組織化された薄膜は，湿度に高い感度を示した。また，薄膜（5層または10層）中にポリアクリル酸（PAA）を導入することで，アンモニアガスに高感度で選択性に優れた検知膜が実現できた。 PAA導入ありなしの二種類のQCMセンサを用いることで，湿度とアンモニアガスの同時定量分析が可能であった。センサ表面でのアンモニアの吸着機構をフーリエ変換赤外線分光（FTIR）測定から明らかにした。最後に，呼気中のアンモニア検知可能性を確認するために行った模擬臨床試験から，約3 ppmの病理学的レベルのアンモニアが呼気から検知可能であることがわかった。