突発的な災害や事故による水質汚染は，現在でも数多く報告されている．このような場合，どのような毒性の物質が流入したのか，毒性がどのくらい強いのかを評価することができれば，汚染源の特定や除去法の決定など，初期対応を迅速に行うことが可能になる．また，原因物質の特定や詳細な分析も行いやすくなる．このため，生体細胞や生体組織の毒物に対する応答を利用して毒性を包括的に評価可能な細胞バイオセンサが重要性を増してきている．
　本研究は，藻類細胞（クロレラ）の光合成活性による酸素発生が毒物によって阻害されることを検知するバイオセンサの開発と作製したバイオセンサによる除草剤の毒性評価を行ったものである．藻類細胞バイオセンサは，藻類細胞，アルギン酸，カーボンナノチューブを用いて調製した藻類インクによって，全工程スクリーン印刷で作製した．スクリーン印刷を用いることで，安価で大量に再現性のよいバイオセンサの作製が可能となった．次に，作製した藻類細胞バイオセンサーを用いて，除草剤の毒性評価を行った．水溶液中で藻類細胞バイオセンサに光を照射することで，藻類細胞は光合成を行う．このときに，光合成によって酸素が生成し細胞外に放出される．この放出された酸素を，電極上で還元することで電流値として検出できる（図1左）．次に，水溶液中に毒物を添加する．毒物によって藻類細胞の光合成活性が阻害される．このとき，藻類細胞から放出される酸素量が減少するため，電流値は減少する（図１右）．この電流の減少量を見積もることで，複数の除草剤の毒性の強さを４分程度で迅速に評価できた．本研究で開発したバイオセンサは，今後更なる検討により実環境中の水質汚染モニタリングシステムへの応用が期待される．