選択的感度を有する皮膚アセトンモニターに向けて:PANI-CA膜の動力学【JST・京大機械翻訳】

Annerino Anthony; Faltas Michael; Srinivasan Manoj; Gouma Pelagia-Irene

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202209528973800 整理番号：22P0283481

選択的感度を有する皮膚アセトンモニターに向けて:PANI-CA膜の動力学【JST・京大機械翻訳】

Towards skin-acetone monitors with selective sensitivity: dynamics of PANI-CA films

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発行年： 2022年02月01日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年02月01日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

皮膚のバイオマーカー測定を目的としたほとんどの研究は,電気信号を用いた汗中の検出化学物質のみに関係するが,これらの方法は,読出を得るために相当な量の汗を必要とするため,真の非侵襲的ではない。このプロジェクトは,皮膚から外れるガス状アセトン(代謝障害に関連するバイオマーカー)を連続的に検出する真の非侵襲的ウェアラブルセンサを作成することを目的とする。アセトン,エタノール,および水を含む多重溶液上のヘッドスペースにおいて,ガス状アセトンへの曝露で化学-機械的作動を示すポリアニリンと酢酸セルロースの複合膜を試験し,応答感度,選択性,および繰り返し性を測定した。これらの環境への曝露に応答する膜の曲げを,自動ビデオ処理コードによって追跡し,それは,オフショアの深いニューラルネットワークベースのトラッカーを凌駕することが判明した。主成分分析を用いて,膜曲げは,2つのパラメータで捕捉された形状変化の90%以上の低次元であることを示した。既知の曝露履歴から形状変化を予測するフォワードモデルを作成し,線形モデルが膜先端角度変化における観測された分散の40%を説明できることを見出した。アセトン変動の約45%とエタノール変動の約30%が線形モデルで捕捉され,非線形モデルが実質的に良好に機能しないアセトン濃度への形状変化の三次適合から,逆モデルを構成した。これは,膜の十分な感度と固有の選択性があることを示した。しかし,これらのモデルは,水の存在のため,PANI膜の実質的なヒステリシスまたは長い時間スケール応答の証拠を提供する。さらなる実験は,未知の曝露環境のより正確な識別を可能にするであろう。【JST・京大機械翻訳】

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