呼気中のアンモニアを短時間で測定する呼気センサーデバイスを開発：医療機器ニュース

富士通研究所は、呼気に含まれる成分を短時間で測定できる、携帯型の呼気センサーデバイスを開発した。生活習慣病との関わりが示唆される、アンモニアなどの特定のガス成分だけを抽出できる。

[MONOist]

　富士通研究所は2016年4月18日、呼気に含まれる成分を短時間で測定できる、携帯型の呼気センサーデバイスを開発したと発表した。生活習慣病との関わりが示唆されるアンモニアなどの特定のガス成分だけを抽出し、短時間で濃度を計測できるもので、2018年中の実用化を目指す。

　今回研究所では、胃がんの危険因子である、ピロリ菌感染との相関が指摘されるアンモニアに着目。P型半導体である臭化第一銅膜がアンモニアを吸着する性質を応用し、アンモニアだけを高感度に測定するセンサーデバイスを開発した。同センサーにより、呼気中の微量なアンモニアを、他のガスと約2500倍の感度差で、10ppbから測定できる。

　また、同センサーの高感度特性を活用し、ガスに対する抵抗の立ち上り変化量でアンモニア濃度を定量化する測定アルゴリズムも開発した。息を吹き込んでから10秒でアンモニア濃度を算出できるため、手軽な測定器が可能になるという。

　研究所では、開発したセンサーデバイスを組み込んだ携帯型呼気ガスセンサーを試作し、従業員128人によるテストを実施。その結果、従来の小型ガスセンサーに比べ、感度と他の生体ガスと区別する能力である選択比が約100倍向上したことが明らかになった。これにより、病気の発見やアンモニアの測定に必要とされる、100ppb程度の分解能が得られるようになった。

　また、同技術を応用し、臭化第一銅膜の表面に3級アミン分子膜を薄く形成することで、ノナナールを濃度200ppbから検出できることを確認した。

　今後は、検出可能なガスの種類を増やし、同時に生活習慣病の早期発見のため、精密検査を受けるべきかを判断するスクリーニングを、体温計のように手軽にできる技術開発を目指すとしている。

呼気成分のイメージ

開発したセンサーデバイスと臭化第一銅膜の電子顕微鏡写真

新開発の呼気センサーの動作原理と特長