(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として陽イオン感応性の脂質および陰イオン感応性の脂質からなる脂質性分子群（２３）と該脂質性分子群を収容し得るマトリクス（５）を表面に有する膜部材（４）とで構成される脂質膜において、
前記陽イオン感応性の脂質がリン酸ジ−ｎ−デシルであり、前記陰イオン感応性の脂質がジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドであり、且つ両脂質の合計量に対する前記陰イオン感応性の脂質の量の割合が、７０〜９０％であることを特徴とする脂質膜。
【請求項２】
主として陽イオン感応性の脂質および陰イオン感応性の脂質からなる脂質性分子群（２３）と該脂質性分子群を収容し得るマトリクス（５）を表面に有する膜部材（４）とで構成される脂質膜において、
前記陽イオン感応性の脂質がリン酸ジ−ｎ−デシルであり、前記陰イオン感応性の脂質がジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドであり、且つ両脂質の合計量に対する前記陰イオン感応性の脂質の量の割合が、１０〜４０％であることを特徴とする脂質膜。
【請求項３】
主として陽イオン感応性の脂質および陰イオン感応性の脂質からなる脂質性分子群（２３）と該脂質性分子群を収容し得るマトリクス（５）を表面に有する膜部材（４）とで構成される脂質膜において、
前記陽イオン感応性の脂質がリン酸ジ−ｎ−デシルであり、前記陰イオン感応性の脂質がトリオクチルメチルアンモニウムクロライドであり、且つ両脂質の合計量に対する前記陰イオン感応性の脂質の量の割合が、６０〜７０％であることを特徴とする脂質膜。
【請求項４】
主として陽イオン感応性の脂質および陰イオン感応性の脂質からなる脂質性分子群（２３）と該脂質性分子群を収容し得るマトリクス（５）を表面に有する膜部材（４）とで構成される脂質膜において、
前記陽イオン感応性の脂質がリン酸ジ−ｎ−デシルであり、前記陰イオン感応性の脂質がトリオクチルメチルアンモニウムクロライドであり、且つ両脂質の合計量に対する前記陰イオン感応性の脂質の量の割合が、１０〜４０％であることを特徴とする脂質膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、脂質膜（脂質性分子膜）を用いたセンサを利用して、溶液中のシアン化物イオン、金属イオンを検出し、濃度推定する技術に係り、特にシアン化物イオン、金属イオンに対する検出感度の高い脂質膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばメッキ工場などではシアン化物が用いられており、それらの工場排水等のシアン化物イオンの濃度は、従来は、ピリジン−ピラゾロン法、硝酸銀法、等の分析法やシアン化物イオン電極を用いた測定法が採られていた。
ピリジン−ピラゾロン法はシアン排水の分析法として広く使用されている方法である。この試験法は予備処理により水酸化ナトリウム溶液に吸収させた検液を酢酸で中和した後、クロラミンＴ溶液を加えて塩化シアンとし、これにピリジン−ピラゾロン混液を加え、このとき生じる青色を吸光光度法によって測定する方法である。
硝酸銀法は高濃度の場合に採用される。定量範囲はシアン濃度１ｐｐｍ以上の場合に適する。ｐ−ジメチルアミノベンジリデンローダニンアセトン溶液を指示薬として１／１００Ｎ硝酸銀溶液で滴定する。液の色が黄色から赤色に変わる点を終点とし、要した滴定数からシアンイオンの濃度を算出する。ｐＨにより反応が異なるので、ｐＨ１１．０以上にして滴定しなければならない。
【０００３】
分析法を用いる場合は、上述のような各種試薬の調整や妨害物質の除去のための予備処理が必要であり、シアン化物イオン電極を用いる場合は、液温の変化で電位が変動するので、試料の液温を検量線作成時の液温の±１℃以内に調節する必要がある、等簡便にシアン化物イオンの濃度を測定することができない。
【０００４】
そこで、本願発明者等は、シアン化物イオンの濃度の測定が短時間で簡単にできるシアン化物イオンの濃度検出方法を提供することを目的の一つとして、シアン化物イオンの濃度検出方法を発明し、その出願を行った（特願平９−９１７４５）。
その明細書の中で、味覚センサを用いたシアン化物イオンの濃度検出方法を開示している。
【０００５】
両親媒性物質を含む膜の例えば電位応答は味に対して人間の味覚器官に似た応答となることから、この膜を用いたセンサは味覚センサと呼ばれている。味覚センサは特定の物質に選択的に感度を持つセンサではないので、複数種類の味覚センサの応答から、味あるいは味の違い等が計られる。
【０００６】
発明者等は、両親媒性物質を含む膜を用いたセンサがシアン化物イオンの濃度に応じた応答をすること、両親媒性物質を含む膜は、膜に含まれる両親媒性物質の親水基の電荷によって、膜表面の電荷がプラスになる膜（以後、プラス膜という。）とマイナスになる膜（以後、マイナス膜という。）とがあるが、プラス膜を用いたセンサとマイナス膜を用いたセンサとを組み合わせて測定を行えば、被測定溶液の測定に先立って、標準液を測定してモデル式をたてることでシアン化物イオンの濃度の推定ができることを見出した。また、プラス膜を用いたセンサまたはマイナス膜を用いたセンサと導電率計と（以後、これらをまとめてセンサ等という。）を組み合わせて測定を行うこととしてもモデル式をたててシアン化物イオンの濃度の推定ができることを見出した。先に出願した発明はそれらの知見に基づいている。
【０００７】
ここで、両親媒性物質の一種である脂質を用いた味覚センサ用の膜、すなわち脂質膜について説明する。
脂質膜に用いられる脂質の例を表１にまとめた。
【０００８】
【表１】
0003648379.tif 000002
【０００９】
脂質膜２２の模式図を、化学物の設計法で使われている表現方法で表したものが図３７である。脂質性分子のうち円で示した球状部は親水基ａすなわち親水性部位ａであり、それから原子配列が長く延びる炭化水素の鎖構造ｂ（たとえばアルキル基）がある。図ではいずれの場合も２本の鎖が延びて一つの分子を表しており、全体で分子群を構成している。この炭化水素の鎖の部分は、疎水性部位ｂである。このような脂質性分子群２３が、膜部材４の表面のマトリクス５（表面の構造、平面的なひろがりをもったミクロな構造）の中及びマトリクス内部に溶け込ませた形（たとえば図３７の２’）で収容されている。その収容のされ方は、親水性部位が表面に配列するようなものとなっている。
【００１０】
脂質を支持するマトリクスは、容易に入手でき、取扱いも簡単な、熱可塑性のポリ塩化ビニル（ [ＣＨ2 ＣＨＣl]n ；ＰＶＣ）等が用いられる。ＰＶＣ以外には表２に示すような物質がある。
【００１１】
【表２】
0003648379.tif 000003
【００１２】
ＰＶＣは、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ニトロベンゼン、シクロヘキサノン等に溶け、可塑剤との混合比を変えることにより、軟質にも、硬質にもすることができるから、用途に応じて使いわけができる便利さがある上に、品質の安定性、成形の容易さも特徴とされる。
【００１３】
ＰＶＣ、可塑剤、脂質を概ね２：３：１の重量比で混合する。可塑剤を添加しないと出来上がりの脂質膜が白濁していたり、不均一になったりして好ましくない。また、脂質・可塑剤の選び方、混合する比率、混合の仕方によっても、出来上がった脂質膜に白濁や不均一を生ずることがある。可塑剤としてはフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、ジオクチルフェニルフォスフォネート（ＤＯＰＰ）、あるいは、リン酸トリクレシル（ＴＣＰ）が用いられる。
【００１４】
表１の脂質とＰＶＣとを混合したもの約４００ｍｇを、ＴＨＦ１０ｃｃに溶解し、平底の容器（例えば８５ｍｍφのシャーレ）に写し、ＴＨＦを揮散させて、脂質膜を形成すると、厚さがほぼ２００μｍの脂質膜が得られる。
脂質と可塑剤は、ＰＶＣというプラスチックの表面マトリクスの組織中に固定されていると考えられている。この脂質膜を約１０ｍｍｏｌ／ｌの食塩水、あるいは、塩化カリウム水溶液などの電解質溶液に１分間ほど浸すと、脂質のもつ親水基が表面に整列した分子配列が安定した状態で得られ、味覚センサとしての機能を果たすものとなる。
【００１５】
工場排水などにはシアン化物イオンのほか銅、亜鉛、鉄等の金属イオンが含まれており、それらの金属イオン濃度を測定する従来の方法には、フレーム原子吸光法、ＩＣＰ発光分析法、ジチゾン吸光光度法などがある。
フレーム原子吸光法は、試料を前処理した後、アセチレン・空気フレーム中に噴霧し、金属による原子吸光を各金属ごとの波長で測定して、定量するものである。
ＩＣＰ発光分析法は、試料を前処理した後、誘導結合プラズマ中に噴霧し、金属による発光を各金属ごとの波長で測定して、定量するものである。
ジチゾン吸光光度法は、試料中に共存する金属のマスキング剤として、各金属毎に決められている試薬を加え、さらにｐＨを調整してからジチゾンを加える。そして生成する金属錯体を四塩化炭素などで抽出し、過剰のジチゾンを除いた後、吸光度を測定して、定量する。
分析法を用いる場合は、上述のような各種試薬の調整・前処理、標準試料の準備、妨害物質の除去のための処理が必要であり、簡便に金属イオンの濃度を測定することができない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の味覚センサを用いたシアン化物イオンの濃度検出方法によって、従来よりも簡単に、シアン化物イオンの濃度検出ができるようになったものの、味覚センサのシアン化物イオンに対する検出感度については、更なる向上が望まれる。
また、工場排水などに含まれる金属イオンに対して検出感度の高い脂質膜実現の要求もある。
この発明の目的は、シアン化物イオン、金属イオンに対する検出感度の高い脂質膜を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本願発明者等は脂質膜の脂質の種類の組み合わせとその割合に着目し、本発明の脂質膜を得た。すなわち、本発明の請求項１の脂質膜では、主として陽イオン感応性の脂質および陰イオン感応性の脂質からなる脂質性分子群と該脂質性分子群を収容し得るマトリクスを表面に有する膜部材とで構成される脂質膜において、前記陽イオン感応性の脂質がリン酸ジ−ｎ−デシルであり、前記陰イオン感応性の脂質がジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドであり、かつ、両脂質の合計量に対する前記陰イオン感応性の脂質の量の割合が、７０〜９０％である。請求項２の脂質膜では、前記陽イオン感応性の脂質がリン酸ジ−ｎ−デシルであり、前記陰イオン感応性の脂質がジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドであり、かつ、両脂質の合計量に対する前記陰イオン感応性の脂質の量の割合が、１０〜４０％である。請求項３の脂質膜では、前記陽イオン感応性の脂質がリン酸ジ−ｎ−デシルであり、前記陰イオン感応性の脂質がトリオクチルメチルアンモニウムクロライドであり、かつ、両脂質の合計量に対する前記陰イオン感応性の脂質の量の割合が、６０〜７０％である。請求項４の脂質膜では、前記陽イオン感応性の脂質がリン酸ジ−ｎ−デシルであり、前記陰イオン感応性の脂質がトリオクチルメチルアンモニウムクロライドであり、かつ、両脂質の合計量に対する前記陰イオン感応性の脂質の量の割合が、１０〜４０％である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の脂質膜の模式図を示す。膜の構造的には、従来の脂質膜と変わらないが、本発明の脂質膜は、マトリクス５に収容されている脂質の種類の組合せとその割合に特徴がある。
【００１９】
第一の実施の形態の脂質膜は、マトリクス５に収容されている脂質が主として、陽イオン感応性の脂質であるアルキルリン酸の一種のジオクチルフォスフェート２と陰イオン感応性の脂質である第４級アンモニウム塩の一種のトリオクチルメチルアンモニウムクロライド３であり、それらの合計容量に対するトリオクチルメチルアンモニウムクロライド３の容量の割合が５０％〜７０％となっている。特許請求の範囲の欄に言う「量」は、容量または重量であり、液状の脂質を材料とするときは容量または重量、固体の脂質を材料とするときは重量で割合を決める。
【００２０】
脂質膜の作製方法を説明する。
膜部材４としてＰＶＣ、可塑剤としてジオクチルフェニルフォスフォネート（ＤＯＰＰ）、脂質を概ね２：３：１の重量比で混合する。
ジオクチルフォスフェート２とトリオクチルメチルアンモニウムクロライド３とを混ぜた合計０．４ｍｌとＤＯＰＰ１ｍｌとＰＶＣ８００ｍｇとを混合したものを、ＴＨＦ１０ｃｃとともに密封容器中で２時間攪拌して、均一に溶かした後、平底の容器（例えば８５ｍｍφのシャーレ）に写し、それを水平な台の上に載せ、室温に保つこと約３日間、ＴＨＦを揮散させて、脂質膜を形成した。
こうして得られた脂質膜の厚さはほぼ３００μｍであった。ＴＨＦを揮散させるには、急激に乾燥させない方が、良い膜が得られるようである。
この脂質膜を約１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム水溶液に１分間ほど浸す。
【００２１】
このようにして得られた脂質膜を用いて、遊離シアン（ＣＮ- ）の測定、および錯体シアンの一例としてフェロシアン化カリウム（Ｋ4[Ｆe(ＣＮ)6] ）の測定を行った。
脂質膜は、添加する脂質の総量を０．４ｍｌとし、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量を▲１▼５０．０％，▲２▼５３．３％，▲３▼５６．８％，▲４▼６０．０％，▲５▼６３．３％，▲６▼６６．８％，▲７▼７０．０％，▲８▼７３．２％，▲９▼７６．５％とした９種類を用いた。フェロシアン化カリウムについてはトリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が０％、１００％の脂質膜も用いた。
【００２２】
これらの脂質膜を用いたセンサプローブを用意する。
図２は前述のようにして得られた脂質膜１をセンサプローブ６に加工した概略構成を示す断面図である。
基材７として外径８ｍｍ、長さ５５ｍｍ、肉厚１ｍｍのアクリルの円筒を用いる。該円筒７の先端部７ａを約６０度の角度でカットする。該カットされた先端部７ａに、その開口部７ｂを塞ぐように脂質膜１を、ＴＨＦにＰＶＣを溶解したものを接着剤として、張り付ける。直径０．５ｍｍの銀線の先を螺旋状に巻いたものを該円筒７の上部から挿入し電極８とする。緩衝層９として電解液（３．３ｍｏｌ／ｌの濃度の塩化カリウム溶液）を前記電極８の螺旋部分８ｂが浸るところまで充填する。
【００２３】
前記センサプローブ６を用いた測定系１０を図３に示す。
被測定溶液１１はビーカーのような容器１２に入れる。被測定溶液１１中に、前記センサプローブ６を入れた。使用前に、塩化カリウム１ｍｍｏｌ／ｌ水溶液で電極電位を安定化した。
測定の基準となる電位を発生する電極として参照電極１３を用意し、それを被測定溶液１１に入れる。センサプローブ６と参照電極１３とは所定の距離を隔てて設置する。参照電極１３の表面は、緩衝層１４として、飽和塩化カリウム溶液を寒天で固化したもので覆ってある。
【００２４】
脂質膜１からの電気信号は、リード線１５によってバッファ増幅器１７に導かれる。バッファ増幅器１７の出力は、Ａ／Ｄ変換器１８に加えられる。参照電極１３からの電気信号もリード線１６を介してＡ／Ｄ変換器１８に加えられ、脂質膜１からの電位との差をディジタル信号に変換する。このディジタル信号はマイクロコンピュータ１９で適当に処理され、またＸ−Ｙレコーダ２０で表示される。
【００２５】
被測定溶液１１を用意する。
遊離シアンについては、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液に、ｐＨを１２以上にするため水酸化カリウム（ＫＯＨ）を添加した溶液を基準液とした。ここで、ｐＨを１２以上にするのは、シアンイオンを安定して存在させるためである。
基準液と同じ溶液にシアン化カリウム（ＫＣＮ）をシアンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
【００２６】
錯体シアンについては、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液を基準液とした。
基準液と同じ溶液にフェロシアン化カリウムをシアンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
【００２７】
本発明の脂質膜を用いた前記センサプローブを使用して、シアン化物イオンの濃度の測定を行った。第一の基準液と第二の基準液には、ともに前述の基準液を用いた。第一の基準液と第二の基準液とを用いるのはセンサの継続的なドリフトの影響と基準液を繰り返し測定することによって基準液自体が継続的に変化するという影響をできるだけ少なくするためにとられる処置である。
【００２８】
測定の手順は次の通りである。
1) 保存液（第一の基準液に同じ）に脂質膜を用いた味覚センサをほぼ10時間浸漬する。
2) 第一の基準液（洗浄用）へ味覚センサの出し入れを10回行う。第一の基準液（洗浄用）で洗浄するといってもよいし、第一の基準液に断続的に浸漬するといってもよいし、味覚センサの脂質膜の表面に刺激を与えるということもできる。
3) 第一の基準液で測定用として用意したものに浸漬し、30秒後に味覚センサの電位を測定し、測定値をＶ0 とする。
4) 手順2)、3)を２回以上繰り返し、測定ごとに今回の測定値Ｖ0 と前回の測定値Ｖ0 の差が所定の値以下かどうかを判断し、所定の値以下（つまりＶ0 が安定したら）であれば手順5)へ進む。
5) 味覚センサを第一の基準液（測定用）から出して、第二の基準液（洗浄用）で洗浄する。（前記2)と同様に10回出し入れをする。）
6) 第二の基準液（測定用）に味覚センサを浸漬し、30秒後に味覚センサの電位Ｖk を測定する。
7) 再度第一の基準液（洗浄用）へ味覚センサの出し入れを10回行う。第一の基準液（洗浄用）で洗浄するといってもよいし、第一の基準液に断続的に浸漬するといってもよいし、味覚センサの脂質膜の表面に刺激を与えるということもできる。
8) 第一の基準液で測定用として用意したものに浸漬し、30秒後に味覚センサの電位を測定し、測定値をＶ0 ´とする。
9) 手順7)、8)を２回以上繰り返し、測定ごとに今回の測定値Ｖ0 ´と前回の測定値Ｖ0 ´の差が所定の値以下かどうかを判断し、所定の値以下（つまりＶ0 が安定したら）であれば手順10) へ進む。
10) 味覚センサを第一の基準液（測定用）から出して、サンプル液（洗浄用）で洗浄する。（前記2)と同様に10回出し入れをする。）
11) サンプル液（測定用）に味覚センサを浸漬し、30秒後に味覚センサの電位Ｖs を測定する。
12) 測定の手順2)に戻り手順2)〜11) を繰り返す。所定の回数繰り返したら手順を終わる。
この手順を図４に示した。
【００２９】
被測定サンプル液は低濃度側から高濃度側への順に３回測定した。
遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を図５〜図８に、錯体シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を図９〜図１２に示す。
遊離シアンについても、錯体シアンについても、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が６６．８％の脂質膜が最も高い検出感度を示した。また、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が５０％〜７０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜と比べて２〜３倍の検出感度を示している。
【００３０】
第二の実施の形態の脂質膜は、マトリクス５に収容されている脂質が主として、ジオクチルフォスフェート２とトリオクチルメチルアンモニウムクロライド（ＴＯＭＡ）３であり、それらの合計容量に対するトリオクチルメチルアンモニウムクロライド３の容量の割合が１０％〜４０％となっている。脂質膜の作製方法は、第一の実施の形態のところで述べた方法と同じである。
【００３１】
このようにして得られた脂質膜を用いて、銅イオン（Ｃｕ2+）の測定、および亜鉛イオン（Ｚｎ2+）の測定を行った。
脂質膜は、添加する脂質の総量を０．４ｍｌとし、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量を▲１▼０％，▲２▼１０％，▲３▼２０％，▲４▼３０％，▲５▼４０％，▲６▼６０％，▲７▼８０％，▲８▼１００％とした８種類を用いた。
これらの脂質膜を用いたセンサプローブの作製方法および測定系は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００３２】
被測定溶液１１を用意する。
銅イオンについては、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液を基準液（第一の基準液および第二の基準液）とした。
基準液と同じ溶液に塩化銅（ＣｕＣｌ2 ）を銅イオンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
【００３３】
亜鉛イオンについても、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液を基準液（第一の基準液および第二の基準液）とした。
基準液と同じ溶液に塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ）を亜鉛イオンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
測定の手順は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００３４】
被測定サンプル液は低濃度側から高濃度側への順に３回測定した。
銅イオン濃度の測定結果を図１３〜図１５に、亜鉛イオン濃度の測定結果を図１６〜図１８に示す。図中、例えば２Ｃ８  １００，ＴＯＭＡ  ０はジオクチルフォスフェートが１００％、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドが０％であることを意味する。
【００３５】
銅イオンについては、３ｐｐｍ（排水基準値）において、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が４０％の脂質膜が最も高い検出感度を示した。また、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が３０％〜４０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜と比べて１．５倍の検出感度を示している。
【００３６】
亜鉛イオンについては、５ｐｐｍ（排水基準値）において、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が３０％〜４０％の脂質膜が最も高い検出感度を示した。また、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が１０％〜４０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜と比べて１．５倍の検出感度を示している。
【００３７】
第三の実施の形態（請求項１に対応）の脂質膜は、マトリクス５に収容されている脂質が主として、陽イオン感応性の脂質であるアルキルリン酸の一種のリン酸ジ−ｎ−デシル２と陰イオン感応性の脂質である第４級アンモニウム塩の一種のジメチルジドデシルアンモニウムブロマイド３であり、それらの合計重量に対するジメチルジドデシルアンモニウムブロマイド３の重量の割合が７０％〜９０％となっている。
【００３８】
脂質膜の作製方法を説明する。
膜部材４としてＰＶＣ、可塑剤としてジオクチルフェニルフォスフォネート（ＤＯＰＰ）、脂質を概ね２：３：１の重量比で混合する。
リン酸ジ−ｎ−デシル２とジメチルジドデシルアンモニウムブロマイド３とを混ぜた合計１００ｍｇとＤＯＰＰ１ｍｌとＰＶＣ８００ｍｇとを混合したものを、ＴＨＦ１０ｃｃとともに密封容器中で２時間攪拌して、均一に溶かした後、平底の容器（例えば８５ｍｍφのシャーレ）に写し、それを水平な台の上に載せ、室温に保つこと約３日間、ＴＨＦを揮散させて、脂質膜を形成した。
こうして得られた脂質膜の厚さはほぼ３００μｍであった。ＴＨＦを揮散させるには、急激に乾燥させない方が、良い膜が得られるようである。
この脂質膜を約１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム水溶液に１分間ほど浸す。
【００３９】
このようにして得られた脂質膜を用いて、遊離シアン（ＣＮ- ）の測定を行った。
脂質膜は、添加する脂質の総量を１００ｍｇとし、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量を０％，１０％，２０％，３０％，４０％，５０％，６０％，７０％，８０％，９０％，１００％とした１１種類を用いた。
これらの脂質膜を用いたセンサプローブの作製方法および測定系は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００４０】
被測定溶液１１を用意する。
遊離シアンについては、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液に、ｐＨを１２以上にするため水酸化カリウム（ＫＯＨ）を添加した溶液を基準液（第一の基準液および第二の基準液）とした。ここで、ｐＨを１２以上にするのは、シアンイオンを安定して存在させるためである。
基準液と同じ溶液にシアン化カリウム（ＫＣＮ）をシアンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
測定の手順は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００４１】
被測定サンプル液は低濃度側から高濃度側への順に３回測定した。
遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を図１９〜図２１に示す。図中、例えば２Ｃ１０  １００，Ｒ＝１２  ０  はリン酸ジ−ｎ−デシルが１００％、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドが０％であることを意味する。
遊離シアンについては、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が８０％の脂質膜が最も高い検出感度を示した。また、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が７０％〜９０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜と比べて２〜３倍の検出感度を示している。
【００４２】
第四の実施の形態（請求項２に対応）の脂質膜は、マトリクス５に収容されている脂質が主として、陽イオン感応性の脂質であるアルキルリン酸の一種のリン酸ジ−ｎ−デシル２と陰イオン感応性の脂質である第４級アンモニウム塩の一種のジメチルジドデシルアンモニウムブロマイド３であり、それらの合計重量に対するジメチルジドデシルアンモニウムブロマイド３の重量の割合が１０％〜４０％となっている。脂質膜の作製方法は、第三の実施の形態のところで述べた方法と同じである。
【００４３】
このようにして得られた脂質膜を用いて、銅イオン（Ｃｕ2+）の測定、および亜鉛イオン（Ｚｎ2+）の測定を行った。
脂質膜は、添加する脂質の総量を１００ｍｇとし、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量を０％，１０％，２０％，３０％，４０％，５０％，６０％，７０％，８０％，９０％，１００％とした１１種類を用いた。
これらの脂質膜を用いたセンサプローブの作製方法および測定系は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００４４】
被測定溶液１１を用意する。
銅イオンについては、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液を基準液（第一の基準液および第二の基準液）とした。
基準液と同じ溶液に塩化銅（ＣｕＣｌ2 ）を銅イオンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
【００４５】
亜鉛イオンについても、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液を基準液（第一の基準液および第二の基準液）とした。
基準液と同じ溶液に塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ）を亜鉛イオンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
測定の手順は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００４６】
被測定サンプル液は低濃度側から高濃度側への順に３回測定した。
銅イオン濃度の測定結果を図２２〜図２４に、亜鉛イオン濃度の測定結果を図２５〜図２７に示す。図中、例えば２Ｃ１０  １００，Ｒ＝１２  ０  はリン酸ジ−ｎ−デシルが１００％、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドが０％であることを意味する。
【００４７】
銅イオンについては、３ｐｐｍにおいて、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が１０％の脂質膜が最も高い検出感度を示した。また、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が１０％〜３０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜より検出感度が高い。１ｐｐｍにおいては、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が２０％〜３０％の脂質膜が高い検出感度を示し、１０％〜４０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜と比べて１．５倍の検出感度を示している。
【００４８】
亜鉛イオンについては、５ｐｐｍにおいて、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が３０％〜４０％の脂質膜が最も高い検出感度を示した。また、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が１０％〜４０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜と比べて１．５倍の検出感度を示している。
【００４９】
第五の実施の形態（請求項３に対応）の脂質膜は、マトリクス５に収容されている脂質が主として、陽イオン感応性の脂質であるアルキルリン酸の一種のリン酸ジ−ｎ−デシル２と陰イオン感応性の脂質である第４級アンモニウム塩の一種のトリオクチルメチルアンモニウムクロライド３であり、それらの合計重量に対するトリオクチルメチルアンモニウムクロライド３の重量の割合が６０％〜７０％となっている。
【００５０】
脂質膜の作製方法を説明する。
膜部材４としてＰＶＣ、可塑剤としてジオクチルフェニルフォスフォネート（ＤＯＰＰ）、脂質を概ね２：３：１の重量比で混合する。
リン酸ジ−ｎ−デシル２とトリオクチルメチルアンモニウムクロライド３とを混ぜた合計１００ｍｇとＤＯＰＰ１ｍｌとＰＶＣ８００ｍｇとを混合したものを、ＴＨＦ１０ｃｃとともに密封容器中で２時間攪拌して、均一に溶かした後、平底の容器（例えば８５ｍｍφのシャーレ）に写し、それを水平な台の上に載せ、室温に保つこと約３日間、ＴＨＦを揮散させて、脂質膜を形成した。
こうして得られた脂質膜の厚さはほぼ３００μｍであった。ＴＨＦを揮散させるには、急激に乾燥させない方が、良い膜が得られるようである。
この脂質膜を約１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム水溶液に１分間ほど浸す。
【００５１】
このようにして得られた脂質膜を用いて、遊離シアン（ＣＮ- ）の測定を行った。
脂質膜は、添加する脂質の総量を１００ｍｇとし、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量を０％，１０％，２０％，３０％，４０％，５０％，６０％，７０％，８０％，９０％，１００％とした１１種類を用いた。
これらの脂質膜を用いたセンサプローブの作製方法および測定系は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００５２】
被測定溶液１１を用意する。
遊離シアンについては、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液に、ｐＨを１２以上にするため水酸化カリウム（ＫＯＨ）を添加した溶液を基準液（第一の基準液および第二の基準液）とした。ここで、ｐＨを１２以上にするのは、シアンイオンを安定して存在させるためである。
基準液と同じ溶液にシアン化カリウム（ＫＣＮ）をシアンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
測定の手順は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００５３】
被測定サンプル液は低濃度側から高濃度側への順に３回測定した。
遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を図２８〜図３０に示す。図中、例えば２Ｃ１０  １００，ＴＯＭＡ  ０  はリン酸ジ−ｎ−デシルが１００％、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドが０％であることを意味する。
遊離シアンについては、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が６０％の脂質膜が最も高い検出感度を示した。また、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が６０％〜７０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜と比べて２〜３倍の検出感度を示している。
【００５４】
第六の実施の形態（請求項４に対応）の脂質膜は、マトリクス５に収容されている脂質が主として、陽イオン感応性の脂質であるアルキルリン酸の一種のリン酸ジ−ｎ−デシル２と陰イオン感応性の脂質である第４級アンモニウム塩の一種のトリオクチルメチルアンモニウムクロライド３であり、それらの合計重量に対するトリオクチルメチルアンモニウムクロライド３の重量の割合が１０％〜４０％となっている。脂質膜の作製方法は、第五の実施の形態のところで述べた方法と同じである。
【００５５】
このようにして得られた脂質膜を用いて、銅イオン（Ｃｕ2+）の測定、および亜鉛イオン（Ｚｎ2+）の測定を行った。
脂質膜は、添加する脂質の総量を１００ｍｇとし、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量を０％，１０％，２０％，３０％，４０％，５０％，６０％，７０％，８０％，９０％，１００％とした１１種類を用いた。
これらの脂質膜を用いたセンサプローブの作製方法および測定系は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００５６】
被測定溶液１１を用意する。
銅イオンについては、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液を基準液（第一の基準液および第二の基準液）とした。
基準液と同じ溶液に塩化銅（ＣｕＣｌ2 ）を銅イオンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
【００５７】
亜鉛イオンについても、純水に１０ｍｍｏｌ／ｌの塩化カリウム（ＫＣｌ）を添加した溶液を基準液（第一の基準液および第二の基準液）とした。
基準液と同じ溶液に塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ）を亜鉛イオンの濃度で０．０１ｐｐｍ，０．１ｐｐｍ，１．０ｐｐｍ，３．０ｐｐｍ，１０．０ｐｐｍになるように添加してサンプル液とした。
測定の手順は第一の実施の形態のところで述べたものと同じである。
【００５８】
被測定サンプル液は低濃度側から高濃度側への順に３回測定した。
銅イオン濃度の測定結果を図３１〜図３３に、亜鉛イオン濃度の測定結果を図３４〜図３６に示す。図中、例えば２Ｃ１０  １００，ＴＯＭＡ  ０  はリン酸ジ−ｎ−デシルが１００％、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドが０％であることを意味する。
【００５９】
銅イオンについては、３ｐｐｍにおいて、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が２０％の脂質膜が最も高い検出感度を示した。また、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が１０％〜４０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜と比べて検出感度が高い。
【００６０】
亜鉛イオンについては、５ｐｐｍにおいて、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が３０％の脂質膜が最も高い検出感度を示した。また、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が１０％〜４０％の範囲の脂質膜は従来の脂質膜と比べて１．２倍以上の検出感度を示している。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、脂質性分子群と該脂質性分子群を収容し得るマトリクスを表面に有する膜部材とで構成される脂質膜の前記脂質性分子群として、主として陽イオン感応性の脂質および陰イオン感応性の脂質を組み合わせて用い、陽イオン感応性の脂質と陰イオン感応性の脂質の合計量に対する陰イオン感応性の脂質の量の割合が所定の割合となるようにしたから、シアン化物イオン、金属イオンに対する検出感度が向上した脂質膜が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脂質膜の模式図である。
【図２】本発明の脂質膜を用いたセンサプローブの概略構成を示す断面図である。
【図３】測定系を示す図である。
【図４】測定手順を示す流れ図である。
【図５】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ａ）は▲１▼５０．０％、（ｂ）は▲２▼５３．３％、（ｃ）は▲３▼５６．８％、（ｄ）は▲４▼６０．０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図６】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ｅ）は▲５▼６３．３％、（ｆ）は▲６▼６６．８％、（ｇ）は▲７▼７０．０％、（ｈ）は▲８▼７３．２％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図７】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ｉ）は▲９▼７６．５％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図８】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、図５〜図７の（ａ）〜（ｉ）を一つの図に表したものである。
【図９】錯体シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ａ）は０％、（ｂ）は▲２▼５３．３％、（ｃ）は▲３▼５６．８％、（ｄ）は▲４▼６０．０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図１０】錯体シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ｅ）は▲５▼６３．３％、（ｆ）は▲６▼６６．８％、（ｇ）は▲７▼７０．０％、（ｈ）は▲８▼７３．２％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図１１】錯体シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ｉ）は▲９▼７６．５％、（ｊ）は１００％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図１２】錯体シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、図９〜図１１の（ａ）〜（ｊ）を一つの図に表したものである。
【図１３】銅イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ａ）は▲１▼０％、（ｂ）は▲２▼１０％、（ｃ）は▲３▼２０％、（ｄ）は▲４▼３０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図１４】銅イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ｅ）は▲５▼４０％、（ｆ）は▲６▼６０％、（ｇ）は▲７▼８０％、（ｈ）は▲８▼１００％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図１５】銅イオン濃度の測定結果を示す図であり、図１３，図１４の（ａ）〜（ｈ）を一つの図に表したものである。
【図１６】亜鉛イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ａ）は▲１▼０％、（ｂ）は▲２▼１０％、（ｃ）は▲３▼２０％、（ｄ）は▲４▼３０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図１７】亜鉛イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ｅ）は▲５▼４０％、（ｆ）は▲６▼６０％、（ｇ）は▲７▼８０％、（ｈ）は▲８▼１００％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図１８】亜鉛イオン濃度の測定結果を示す図であり、図１６，図１７の（ａ）〜（ｈ）を一つの図に表したものである。
【図１９】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が（ａ）は０％、（ｂ）は１０％、（ｃ）は２０％、（ｄ）は３０％、（ｅ）は４０％、（ｆ）は５０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図２０】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が（ｇ）は６０％、（ｈ）は７０％、（ｉ）は８０％、（ｊ）は９０％、（ｋ）は１００％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図２１】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、図１９，図２０の（ａ）〜（ｋ）を一つの図に表したものである。る。
【図２２】銅イオン濃度の測定結果を示す図であり、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が（ａ）は０％、（ｂ）は１０％、（ｃ）は２０％、（ｄ）は３０％、（ｅ）は４０％、（ｆ）は５０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図２３】銅イオン濃度の測定結果を示す図であり、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が（ｇ）は６０％、（ｈ）は７０％、（ｉ）は８０％、（ｊ）は９０％、（ｋ）は１００％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図２４】銅イオン濃度の測定結果を示す図であり、図２２，図２３の（ａ）〜（ｋ）を一つの図に表したものである。
【図２５】亜鉛イオン濃度の測定結果を示す図であり、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が（ａ）は０％、（ｂ）は１０％、（ｃ）は２０％、（ｄ）は３０％、（ｅ）は４０％、（ｆ）は５０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図２６】亜鉛イオン濃度の測定結果を示す図であり、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイドの量が（ｇ）は６０％、（ｈ）は７０％、（ｉ）は８０％、（ｊ）は９０％、（ｋ）は１００％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図２７】亜鉛イオン濃度の測定結果を示す図であり、図２５，図２６の（ａ）〜（ｋ）を一つの図に表したものである。
【図２８】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ａ）は０％、（ｂ）は１０％、（ｃ）は２０％、（ｄ）は３０％、（ｅ）は４０％、（ｆ）は５０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図２９】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ｇ）は６０％、（ｈ）は７０％、（ｉ）は８０％、（ｊ）は９０％、（ｋ）は１００％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図３０】遊離シアンのシアン化物イオン濃度の測定結果を示す図であり、図２８，図２９の（ａ）〜（ｋ）を一つの図に表したものである。
【図３１】銅イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ａ）は０％、（ｂ）は１０％、（ｃ）は２０％、（ｄ）は３０％、（ｅ）は４０％、（ｆ）は５０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図３２】銅イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ｇ）は６０％、（ｈ）は７０％、（ｉ）は８０％、（ｊ）は９０％、（ｋ）は１００％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図３３】銅イオン濃度の測定結果を示す図であり、図３１，図３２の（ａ）〜（ｋ）を一つの図に表したものである。
【図３４】亜鉛イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ａ）は０％、（ｂ）は１０％、（ｃ）は２０％、（ｄ）は３０％、（ｅ）は４０％、（ｆ）は５０％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図３５】亜鉛イオン濃度の測定結果を示す図であり、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの量が（ｇ）は６０％、（ｈ）は７０％、（ｉ）は８０％、（ｊ）は９０％、（ｋ）は１００％の脂質膜を用いたときの測定結果を示す図である。
【図３６】亜鉛イオン濃度の測定結果を示す図であり、図３４，図３５の（ａ）〜（ｋ）を一つの図に表したものである。
【図３７】従来の脂質膜の模式図である。
【符号の説明】
１  脂質膜
２  陽イオン感応性の脂質（アルキルリン酸、ジオクチルフォスフェート、リン酸ジ−ｎ−デシル）
３  陰イオン感応性の脂質（第４級アンモニウム塩、第４級スルホニウム塩、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、ジメチルジドデシルアンモニウムブロマイド）
４  膜部材
５  マトリクス
６  センサプローブ
７  基材（円筒）
８  電極
９  緩衝層
１０  測定系
１１  被測定溶液
１２  容器
１３  参照電極
１４  緩衝層
１５  リード線
１６  リード線
１７  バッファ増幅器
１８  Ａ／Ｄ変換器
１９  マイクロコンピュータ
２０  Ｘ−Ｙレコーダ
２１  シールド
２２  脂質膜
２３  脂質性分子群
【図１】
0003648379.tif 000004
【図２】
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【図３】
0003648379.tif 000006
【図４】
0003648379.tif 000007
【図５】
0003648379.tif 000008
【図６】
0003648379.tif 000009
【図７】
0003648379.tif 000010
【図８】
0003648379.tif 000011
【図９】
0003648379.tif 000012
【図１０】
0003648379.tif 000013
【図１１】
0003648379.tif 000014
【図１２】
0003648379.tif 000015
【図１３】
0003648379.tif 000016
【図１４】
0003648379.tif 000017
【図１５】
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【図１６】
0003648379.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0003648379.tif 000022
【図２０】
0003648379.tif 000023
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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