１）「酸化グラフェン製の体内チップ」 だった！

１）「酸化グラフェン製の体内チップ」 だった！

 

去年から、酸化グラフェン　と　体内チップ（RFID）　とをそれぞれ追究してきた。両者の関係がずっとわからなくて、行き詰まっていた。どちらもワクチンによって注入され、どちらの機能も確認されているのだが、それらの機能を担う実体が別個に存在するのか、同一のものなのかが突き止められずにいた。したがって、半年前には、以下の図のように、実体としてではなく、機能面で区別して扱うにとどめていた。素人の限界である。

 

しかし、昨日（2022-04-28）、いろいろネットリサーチをしているときに、たまたま衝撃的な論文を発見した。１．と２．は同じもの、というか、酸化グラフェンで作られた RFIDチップ  というものがすでに存在する、そして、医学の分野で前途有望だという内容の、３年前の論文だ。その可能性は考えてはいたが、確証がなかったのだ。さて、この確証に基づき、さっそく上掲の図を、以下のように更新した。

 

その論文の翻訳全文を　１）、２）、３）に分けて掲載する。当記事は、１）である。原典のリンクを貼っておくので、精査したい読者は、直接当たって頂きたい。なお、特に重要と思われる部分は 赤字 にしてある。

原典：Graphene Nanomaterials-Based Radio-Frequency/Microwave Biosensors for Biomaterials Detection

 

 

オンラインで公開2019年3月21日 。doi：  10.3390 / ma12060952

PMCID ： PMC6470802

PMID： 30901965

生体資料検出のためのグラフェンナノ材料ベースの無線周波数/マイクロ波バイオセンサー

ヒー・ジョー・リー ^{1、 *}および ヨング・グワン・ユック ^{2、 *}

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この記事は 、PMCの他の記事 によって引用されています。

 

概要

この論文では、グラフェン、酸化グラフェン（GO）、還元型酸化グラフェン（rGO）などのグラフェンナノ材料に基づく無線周波数（Radio Frequency）/ マイクロ波バイオセンサーの進歩について概説します。いくつかのフロンティア研究から、最近開発されたグラフェンナノマテリアルベースのRF /マイクロ波バイオセンサーが詳細に調べられ、議論されています。最後に、ワイヤレス生物医学アプリケーション向けの次世代RF / マイクロ波バイオセンサーの展望と課題を提案します。

キーワード： グラフェンナノ材料、高周波、マイクロ波、バイオセンサー、無線生物医学

 

1.  はじめに

グラフェンは、原子的に薄い2次元（2D）六角形格子からなる炭素同素体です[ 1 ]。この薄い材料は、他の炭素同位体[ 2 ]、つまり3次元（3D）グラファイト、1次元（1D）カーボンナノチューブ、および0次元（0D）フラーレン[ 3 ]の基本的な構成要素と見なすことができます。以下の図1　を参照。

図1

炭素の同位体：フラーレン、ナノチューブ、グラフェン、およびグラファイト（[ 20 ]の許可を得て転載）。

物性の面では、欠陥や不純物のない純粋なグラフェンは、高い電子移動性（〜250,000 cm ²・V ^-1・s ^-1）[ 4 ]、高い光透過性（〜97.7％）などの多くの優れた性質を備えています。 [ 5 ]、高い電気伝導率、および熱伝導率（3000W・m ^-1・K ^-1以上）[ 6 ]。純粋なグラフェンは、次のように、高い機械的剛性、強度（〜130 GPa）、および弾性（〜1.0 Tpa）も備えています[ 7 ]。図2。これらの優れた特性により、グラフェンは、特に柔軟で透明なタッチスクリーンや有機発光ダイオードなどのグラフェンベースの電子機器において、さまざまな用途に適した候補材料になっています[ 8 ]。さらに、従来の無線周波数（RF）/ マイクロ波デバイスや、カットオフ周波数が300 GHzのグラフェン電界効果トランジスタ[ 9 ]、グラフェンなどの回路の性能を向上させるために、グラフェンの研究開発が検討されています。無線周波数識別子（RFID）用のアンテナ[ 10 ]、1 GHz〜20 GHzの周波数帯域で動作するマイクロストリップ減衰器[ 11 ]、および電磁シールドのグラフェン複合材料[ 12 ]。

図2

高純度のグラフェンの優れた物理的性質。

一方、グラフェンは、表面積が大きく[ 13 ]、化学的純度が[ 14 ]、機能化が容易である[ 15 ]ため、患部への医薬物送達や組織工学などの生物医学的用途に優れたメリットがあります。グラフェンの独自の電気的および機械的特性[ 16 ]は、その究極的な薄さ、電気良導性、強度などにより、透過型電子顕微鏡法[ 17 ]で生体資料をイメージング（デジタル的視覚化）するための非常に有力な素材になります。さらに、生物学的機能化で処理されたグラフェンは、グルコース、コレステロール、ヘモグロビン、DNAなどの特定の生体分子を検出できる、迅速で超高感度の応答を示す可能性があります[ 18]。しかし、これらの生体分子と元のグラフェンとの相互作用を理解するためには、基礎研究を実施する余地がまだあります[ 19 ]。

特に、酸化グラフェン（GO）と還元型酸化グラフェン（ rGO ）は、生物医学的用途に適した構造と表面特性により、医薬物送達用の優れたナノ材料として大きな注目を集めています[ 21、22 ]。特に、GOとrGOの両方の単層2D構造は、超高比表面積と非局在化π電子を表面に提供し、疎水性相互作用とπ–πスタッキングを通じて疎水性抗がん剤の非常に効率的なローディングを可能にします。さらに、それらは、生物学的機能化を容易にするための異なる酸素含有官能基を提供します[ 23、24、25、26]。生物医学的応用のためのグラフェンナノ材料のユニークで優れた特性にもかかわらず、RF / マイクロ波分野におけるグラフェンナノ材料ベースの生物医学的応用はまだ始まったばかりです。幸いなことに、最近、いくつかのフロンティア研究グループが、無線生物医学アプリケーションにグラフェンベースのRFIDシステムを利用する可能性を開きました [ 27、28 ]。

このレビューでは、グラフェンナノ材料に基づくRF / マイクロ波バイオセンサーの最近の傾向と進歩について概説し、次のことに特に焦点を当てています。（1）バイオセンシング材料としてのグラフェンナノ材料、（2）RF / マイクロ波バイオセンサーの基本概念、（3 ）グラフェンナノ材料に基づくRF / マイクロ波デバイスと回路、（4）グラフェンナノ材料に基づくRF / マイクロ波バイオセンサー、（5）最近の進歩と傾向、そして最後に（6）結論と展望。

 

2.  生物医学的応用のためのグラフェンナノ材料

生物医学的用途では、すべてのグラフェン誘導体が有用であり、バイオセンサー、リアルタイムバイオイメージング、がんの診断と治療、触媒作用、および水の浄化のための成分または成分として広く適用されています[ 29、30、31、32、33、34、35]。これらのグラフェン誘導体は、GO（酸化グラフェン）、rGO、複層グラフェン、しわのあるグラフェン、ナノ粒子と混成したrGO、フルオログラフェン、水素化グラフェン、およびナノサイズのGOです。ただし、これらの材料は主に最近開発されたRF / マイクロ波バイオセンサーで使用されているため、このレビューでは、グラフェン、GO、およびrGOのグラフェンナノ材料に焦点を当てています。これらの材料は、以下に要約されているように、ゼロ周波数（DC）から高周波（RF / マイクロ波）バイオエレクトロニクスまで広く使用されているため、バイオセンシング用のこれらのグラフェンナノ材料の構造とメリットが考慮されます。表1。

表1

グラフェンナノ材料の代表的な修復および合成方法。

グラフェンベースのナノ材料	調製および合成方法	メリットと用途	参照
グラフェン	機械的剥離	小規模で質の高い基礎研究	[ 44 ]
	CVD 1	大規模で高品質のセンサー	[ 45 ]
	液体剥離	費用対効果と透明電極、センサー	[ 46 ]
	MBE 2	既存の電子手順への容易な統合	[ 47 ]
GO 酸化グラフェン	ハマーズとオッフェマン	危険性の少ない方法	[ 48 ]
rGO	CRGO 3	化学溶液を使用した費用効果が高くシンプルなプロセス、産業向けにスケーラブルな高収率のグラフェン分散液、非常に安定した衝突	[ 49 ]
	TRGO 4	高純度のグラフェンに似た高表面積	[ 50 ]
	エルゴ5	高純度のグラフェンとほぼ同じ構造の材料

 

注：¹ CVD：化学蒸気堆積、² MBE：分子線エピタキシー、³ CRGO：化学的に還元された酸化グラフェン、⁴ TRGO：熱的に還元された酸化グラフェン、⁵ ERGO：電気化学的に還元された酸化グラフェン。

前述のように、グラフェンはsp2の単層を持つ非常に薄いナノ材料です。ハニカム格子の形で組織化された混成炭素原子。グラファイトからの機械的剥離、化学蒸着（CVD）、分子線エピタキシー（MBE）などの調製または合成方法がよく報告されています。GOの場合、その合成手順により、GOシートの両面にカルボキシル、ヒドロキシル、カルボニル、エトキシ、エポキシなどのさまざまな酸素含有官能基が導入され、水溶液中での安定性が向上します。これにより、ポリエチレングリコールやキトサンなどのさまざまな生体適合性ポリマーによる共有結合と非共有結合の両方の修飾、およびペプチドや抗体などのターゲティング部分との結合により、これらの材料の機能化と誘導体化が容易になります。36、37 ]。_ rGOは、さまざまな化学的、熱的、および電気化学的方法を使用してGOを還元する際に導入される欠陥が多く、その構造に芳香族性が高いため、GOよりもはるかに効率的です。

このため、これらのグラフェンナノ材料の優れた物理化学的および生体適合性は、生物医学の分野でさまざまな用途を生み出しています。これらは主にがん研究にあり、がん細胞への医薬物 / 遺伝子送達のためのナノキャリアおよび光剤、ならびにインビトロおよびインビボの両方でのがんの光熱および光線力学療法から、多機能セラノスティックプラットフォームを開発するためのバイオイメージング剤としての使用にまで及びます。がんの、より効率的な検出と治療を実行するため[ 38 ]。表1　に示すように、合成法は、グラフェンナノ材料を準備しており、これらの誘導体に新しい機能が組み込まれているため、特に生物医学分野で、この材料をさらに強化することができます。図3[ 39、40、41 ]。_ _ _ さらに、大小のシート、単層、複層、多層のグラフェンサンプル間の生物学的挙動の違いに関する貴重な洞察が報告されています[ 30 ]が、酸素の量も副作用を引き起こす可能性があります[ 42 ]。さらに、グラフェン誘導体の生体適合性に対する毒性の改善があります[ 43 ]。

ザウルス注： この論文の筆者は、酸化グラフェンの毒性 に気づいている。

 

図3

グラフェンナノ材料の構造：（a）sp2混成炭素原子を持つ^{グラフェン}。（b）酸化グラフェン（GO）を含む化学修飾グラフェン。（c）還元型酸化グラフェン（rGO）（[ 41 ]の許可を得て転載）。

 

２）に続く     ２）「酸化グラフェン製の体内チップ」 だった！

 

当ブログでは、昨年来「体内発信源追跡プロジェクト」として、主にワクチン接種によってインプラントされた体内チップの科学的、客観的な検出をテーマとして研究してきている。今年からは主に、体内チップ検出アプリ、「チップチェッカー」の開発、普及に努めている。しかし、資金不足で困窮しているため、有志の方々からのカンパを受けつけている。カンパの方法については、ぜひ、以下をクリックしてご覧いただきたい。なお、カンパ有志の方々限定で、「チップチェッカー」の次回の新バージョン１．３ を「先行リリース」させて頂くことにした。

カンパの方法

 

 

カンパ有志からのメッセージの一部

 

220503

・件名
寄付希望

・本文
何やら楽しそうなことをなさっておられますね。
お祭りに参加したいので、メールアドレスを教えて頂きたい。

 

 

220429

・件名
寄付希望

・本文
寄付送付先のメールアドレスを
お知らせください。

アプリ開発大変でしょうが
頑張ってください
このアプリのおかげで
友人のワクチン接種を
止めることができました！
本当にありがとうございます！

 

 

220406

・件名
寄付希望

 

・本文
寄付を希望しますので、メールアドレスをお送りください。
チップチェッカーのおかげで、ワクチンが危ないなど陰謀論だろうと言っていた親友がワクチンの恐ろしさに気づきました。ありがとうございます。