(57)【要約】【課題】簡便、迅速かつ正確に物質を検出および識別できる分光法および分光装置を提供する。【解決手段】直流電圧Ｖが印加される電極対の間に試料を配置する第１工程と、直流電圧Ｖを変化させながら、電極対の間に流れる直流Ｉの値を測定する第２工程と、Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの直流電圧Ｖの値Ｖｐ１を決定する第３工程と、を用いて試料を解析する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極との間に試料が配置された電極対に対して直流電圧Ｖｂを印加する第１工程と、
上記直流電圧Ｖｂを変化させながら、上記電極対の間に流れる直流Ｉの値を測定する第２工程と、
上記直流電圧Ｖｂに対して上記直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、上記Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの上記直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を決定する第３工程と、を有することを特徴とする分光法。
【請求項２】
上記第３工程では、上記直流電圧Ｖｂに対して上記直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、上記直流電圧Ｖｂによる上記直流Ｉの１次微分ｄＩ／ｄＶｂを算出することによって上記値Ｖｐ１を決定することを特徴とする請求項１に記載の分光法。
【請求項３】
上記第３工程では、上記直流電圧Ｖｂに対して上記直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、上記直流電圧Ｖｂによる上記直流Ｉの２次微分ｄ２Ｉ／ｄＶｂ２を算出することによって上記値Ｖｐ１を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の分光法。
【請求項４】
上記直流Ｉは、実測される直流の値から、上記電極対の間を流れる弾性トンネル電流の値を引いたものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の分光法。
【請求項５】
上記第３工程の後に、上記試料の値Ｖｐ１と、該値Ｖｐ１に対応する、予め決定されている参照試料の値Ｖｐ２と、を比較する第４工程を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の分光法。
【請求項６】
上記第４工程の後に、下記（Ａ）〜（Ｃ）の少なくとも１つを判定する第５工程を有することを特徴とする請求項５に記載の分光法。
（Ａ）上記試料の値Ｖｐ１と上記参照試料の値Ｖｐ２とが同じである場合に、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが同じであると判定する；
（Ｂ）上記試料の値Ｖｐ１と上記参照試料の値Ｖｐ２とが一部において同じである場合に、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが、一部において同じであると判定する；
（Ｃ）上記試料の値Ｖｐ１と上記参照試料の値Ｖｐ２とが異なる場合に、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが異なると判定する。
【請求項７】
上記試料は、上記電極対の間の空間を移動しているものであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の分光法。
【請求項８】
上記電極対の間の空間は、上記試料として１分子の物質のみが配置される大きさにて形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の分光法。
【請求項９】
上記第２工程では、上記直流電圧Ｖｂが、一定の値ずつ変化することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の分光法。
【請求項１０】
正極と負極との間に試料が配置された電極対に対して、値を変化させながら直流電圧Ｖを印加する電圧源と、
上記電極対の間に流れる直流Ｉの値を測定する電流計と、
上記直流電圧Ｖに対して上記直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、上記Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの上記直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を決定する解析部と、を備えることを特徴とする分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電圧および直流を利用した分光法および分光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野において、物質（例えば、１個の分子）を簡便かつ迅速に検出および識別する技術の開発が求められている。
【０００３】
例えば、ヌクレオチドまたはポリヌクレオチドなどの物質を検出および識別する技術は、医療、創薬および犯罪捜査などの分野にまで広く利用されており、この技術の発展にますます関心が集められている。
【０００４】
患者の個性にかなったテーラーメイド医療を実現するためには、個人のゲノムの塩基配列を短時間で精度良く読解し、個人のゲノムの塩基配列における特徴点を正確に把握する必要がある。このような点からも、ヌクレオチドまたはポリヌクレオチドなどの物質を検出および識別する技術の発展にますます関心が集められている。
【０００５】
このような状況下にあって、電極対の間の微小な空間を物質（例えば、ヌクレオチドまたはポリヌクレオチド）が移動および通過するときに当該電極対の間に流れるトンネル電流を測定し、当該トンネル電流に基づいて物質を検出および識別する技術の開発が進んでいる（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。
【０００６】
更に具体的に、上述した技術では、物質が電極対の間の微小な空間に入ってから当該空間から出るまでの短時間（例えば、数ミリ秒間）で、電極対の間に流れるトンネル電流を検出する。そして、複数のトンネル電流を検出した上で特定の値のトンネル電流の出現頻度を把握し、最も頻度高く出現したトンネル電流の値に基づいて物質を識別している。
【０００７】
上述した技術では、トンネル電流を少数（例えば、１個または２個）検出しただけでは、最も頻度高く出現するトンネル電流の値が何れであるのか正確に決定することが難しい。つまり、上述したトンネル電流に基づく技術では、精度よく物質を識別するためには、できるだけ多くのトンネル電流を検出した上で、最も頻度高く出現したトンネル電流の値を決定する必要がある。
【０００８】
それ故に、上述した技術によって正確に物質を検出および識別するためには、特定の値のトンネル電流の出現頻度を正確に把握するために長い時間を必要とする。そして、この点において、上述した技術には、更なる改良の余地があった。
【０００９】
ところで、トンネル電流を用いて物質を検出および識別する別の技術として、従来から、非弾性電子トンネル分光法（Inelastic tunneling spectroscopy：ＩＥＴＳ）が知られている（例えば、非特許文献３参照）。
【００１０】
図１６に、従来の非弾性電子トンネル分光法の概略を示す。従来の非弾性電子トンネル分光法では、ロックインアンプを用いた交流法（交流電圧と交流電流とを用いる方法）によって電極対の電気伝導度を計測し、これによって物質を識別している。
【００１１】
本発明者は、上述した２つの技術を組み合わせることができれば、より簡便、迅速かつ正確に物質（例えば、１個の分子）を検出および識別できるのではないかとの独自の仮説に基づき、研究を続けてきた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】M. Tsutsui et al., Nature Nanotechnology 5,286-290(2010)
【非特許文献２】M. Tsutsui et al., Scientific Reports 1,46,1-6(2011)
【非特許文献３】B. C. Stipe et al., Science 280, 1732-1735 (1998)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した２つの技術を単純に組み合わせることは不可能であって、簡便、迅速かつ正確に物質を検出および識別するためには、従来とは異なる全く新しい技術が必要となった。
【００１４】
具体的には、電極対の間の微小な空間を物質が移動および通過するときに当該電極対の間に流れるトンネル電流を測定する技術では、電極対の間の微小な空間に物質が滞在する時間は、数ミリ秒という極めて短い時間である。そして、このような短時間でＩＥＴＳスペクトルの計測を実施するためには、例えば電圧掃引を０Ｖ〜０．２Ｖまで行いながら０．２ｍＶ毎に電流のデータを収集する必要があり、この場合、１ｍ秒の間に略１０００点の電流計測を行う必要がある。
【００１５】
しかしながら、ロックインアンプを用いた交流法に基づく従来の非弾性電子トンネル分光法は、ローパスフィルタによって参照信号の周波数と合致する入力信号以外のノイズ信号と参照信号との掛け合わせにより生じる高周波信号をカットすることが不可欠である。それ故に、ロックインアンプを用いた交流法に基づく非弾性電子トンネル分光法は、高速の電流測定には適さない（市販のロックインアンプのサンプルレートは、概ね１０ｋＨｚ以下である）。
【００１６】
つまり、ロックインアンプを用いた交流法に基づく従来の非弾性電子トンネル分光法は、１ｍ秒の間に略１０００点の電流計測を行う必要があるような技術と組み合わせることができないという問題点を有している。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、簡便、迅速かつ正確に物質を検出および識別できる分光法および分光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、ロックインアンプを用いることなく、電極対に直流電圧を印加した上で当該電極対の間に試料を配置し、当該電極対の間を流れる直流（トンネル電流）を測定すれば、ピコアンペアレベルの微小な直流（トンネル電流）を１０ＭＨｚ以上の高速度にて測定可能であることを見出すとともに、このようにして測定した直流および直流電圧であっても、従来のＩＥＴＳ法の測定結果と同様に、分子の構造を正確に識別できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１９】
本発明の分光法は、上記課題を解決するために、正極と負極との間に試料が配置された電極対に対して直流電圧Ｖｂを印加する第１工程と、上記直流電圧Ｖｂを変化させながら、上記電極対の間に流れる直流Ｉの値を測定する第２工程と、上記直流電圧Ｖｂに対して上記直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、上記Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの上記直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を決定する第３工程と、を有することを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、直流電圧Ｖｂが印加される電極対の間に試料を配置した後で、直流電圧Ｖｂを変化させながら、電極対の間に流れる直流Ｉの値を測定する。このとき、直流電圧Ｖｂを変化させるのに伴って、直流Ｉの値が変化する。
【００２１】
Ｉ−Ｖ曲線の傾き（換言すれば、直流電圧Ｖｂが一定量変化したときの直流Ｉの変化量）は、電極対に対して分子振動モードのエネルギーに対応する直流電圧Ｖｂが印加された時点で変化する。換言すれば、直流電圧Ｖｂに対して直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を決定すれば、当該値Ｖｐ１が、分子振動モードのエネルギーに対応する直流電圧である。
【００２２】
つまり、Ｉ−Ｖ曲線に基づいて値Ｖｐ１を決定すれば、試料に由来する分子振動モード、換言すれば、試料に含まれる分子構造を推定することができる。そして、これによって、簡便、迅速かつ正確に試料を検出および識別できる。
【００２３】
本発明の分光法は、上記第３工程では、上記直流電圧Ｖｂに対して上記直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、上記直流電圧Ｖｂによる上記直流Ｉの１次微分ｄＩ／ｄＶｂを算出することによって上記値Ｖｐ１を決定することが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、Ｉ−Ｖ曲線を略階段状のグラフへ変換することができる。そして、その結果、Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの上記直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を、より正確に決定することができる。そして、その結果、上記試料の分子構造を、より正確に決定することができる。
【００２５】
Ｉ−Ｖ曲線から上記Ｖｐ１を直接決定することが難しい場合がある。例えば、Ｉ−Ｖ曲線の傾きが少ししか変化しない場合には、Ｉ−Ｖ曲線から上記Ｖｐ１を直接決定することは難しくなる。しかし、このような場合であっても、１次微分ｄＩ／ｄＶｂの値が変化するときの直流電圧Ｖｂの値として上記値Ｖｐ１を決定すれば、当該値Ｖｐ１を、より正確に決定することができる。
【００２６】
本発明の分光法は、上記第３工程では、上記直流電圧Ｖｂに対して上記直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、上記直流電圧Ｖｂによる上記直流Ｉの２次微分ｄ２Ｉ／ｄＶｂ２を算出することによって上記値Ｖｐ１を決定することが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、Ｉ−Ｖ曲線を略ピーク状のグラフへ変換することができる。そして、その結果、１次微分ｄＩ／ｄＶｂを算出することによって値Ｖｐ１を決定する場合と比較して、Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの上記直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を、更に正確に決定することができる。そして、更に、１次微分ｄＩ／ｄＶを算出することによって値Ｖｐ１を決定する場合と比較して、上記試料の分子構造を、より正確に推定することができる。
【００２８】
Ｉ−Ｖ曲線から上記Ｖｐ１を直接決定することが難しい場合がある。例えば、Ｉ−Ｖ曲線の傾きが少ししか変化しない場合には、Ｉ−Ｖ曲線から上記Ｖｐ１を直接決定することは難しくなる。しかし、このような場合であっても、２次微分ｄ２Ｉ／ｄＶｂ２の値が変化するときの直流電圧Ｖｂの値として上記値Ｖｐ１を決定すれば、当該値Ｖｐ１を、より正確に決定することができる。しかも、当該決定は、１次微分ｄＩ／ｄＶｂを算出することによって値Ｖｐ１を決定する場合と比較して、より正確なものとなり得る。
【００２９】
本発明の分光法では、上記直流Ｉは、実測される直流の値から、上記電極対の間を流れる弾性トンネル電流の値を引いたものであることが好ましい。
【００３０】
上記構成によれば、実質的に非弾性トンネル電流のみに基づいて値Ｖｐ１を決定することができるので、より正確に値Ｖｐ１を決定することができる。それ故に、上記構成によれば、上記試料の分子構造を、より正確に推定することができる。
【００３１】
本発明の分光法は、上記第３工程の後に、上記試料の値Ｖｐ１と、該Ｖｐ１に対応する、予め決定されている参照試料の値Ｖｐ２と、を比較する第４工程を有することが好ましい。
【００３２】
上記構成によれば、試料の分子構造と参照試料の分子構造との類似性または同一性を判定することができる。
【００３３】
本発明の分光法は、上記第４工程の後に、下記（Ａ）〜（Ｃ）の少なくとも１つを判定する第５工程を有することが好ましい。つまり、
（Ａ）上記試料の値Ｖｐ１と上記参照試料の値Ｖｐ２とが同じである場合に、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが同じであると判定する；
（Ｂ）上記試料の値Ｖｐ１と上記参照試料の値Ｖｐ２とが一部において同じである場合に、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが、一部において同じであると判定する；
（Ｃ）上記試料の値Ｖｐ１と上記参照試料の値Ｖｐ２とが異なる場合に、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが異なると判定する。
【００３４】
上記構成によれば、試料の分子構造と参照試料の分子構造との類似性または同一性を、更に詳細に判定することができる。また、上記構成によれば、試料の分子構造が未知である場合、当該試料の分子構造を予測することができる。
【００３５】
例えば、上記試料の分子構造が未知であって、上記試料の値Ｖｐ１（１個または複数個のＶｐ１が存在する場合であり得る）と、上記参照試料の値Ｖｐ２（１個または複数個のＶｐ２が存在する場合であり得る）とが完全に同じである場合を考える。
【００３６】
この場合、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが完全に同じであると判定することができる。そして、このとき、上記参照試料として分子構造が判っている分子を用いれば、上記試料の分子構造を決定することができる。
【００３７】
一方、上記試料の分子構造が未知であって、上記試料の値Ｖｐ１（１個または複数個のＶｐ１が存在する場合であり得る）と、上記参照試料の値Ｖｐ２（１個または複数個のＶｐ２が存在する場合であり得る）とが一部において、または完全に異なる場合を考える。
【００３８】
この場合、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが異なると判定することができる。そして、このとき、上記参照試料として分子構造が判っている分子を用いれば、上記試料の分子構造の候補から特定の分子構造を除外することができる。
【００３９】
本発明の分光法では、上記試料は、上記電極対の間の空間を移動しているものであり得る。
【００４０】
本発明であればピコアンペアレベルの微小な直流を１０ＭＨｚ以上の高速度にて測定可能であるので、移動している試料であったとしても、解析に必要な量のデータを得ることができる。
【００４１】
本発明の分光法では、上記電極対の間の空間は、上記試料として１分子の物質のみが配置される大きさにて形成されていることが好ましい。
【００４２】
上記構成によれば、１個の分子について、簡便、迅速かつ正確な検出および識別を行うことができる。
【００４３】
本発明の分光法は、上記第２工程では、上記直流電圧Ｖｂが、一定の値ずつ変化することが好ましい。
【００４４】
上記構成によれば、ムラ無く直流Ｉの値を測定するので、Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化する点を見逃す虞がない。そして、その結果、上記試料の分子構造を、より正確に推定することができる。
【００４５】
本発明の分光装置は、上記課題を解決するために、正極と負極との間に試料が配置された電極対に対して、値を変化させながら直流電圧Ｖを印加する電圧源と、上記電極対の間に流れる直流Ｉの値を測定する電流計と、上記直流電圧Ｖに対して上記直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、上記Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの上記直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を決定する解析部と、を備えることを特徴としている。
【００４６】
上記構成によれば、直流電圧Ｖｂが印加される電極対の間に試料を配置した後で、直流電圧Ｖｂを変化させながら、電極対の間に流れる直流Ｉの値を測定する。このとき、直流電圧Ｖｂを変化させるのに伴って、直流Ｉの値が変化する。
【００４７】
Ｉ−Ｖ曲線の傾き（換言すれば、直流電圧Ｖｂが一定量変化したときの直流Ｉの変化量）は、電極対に対して分子振動モードのエネルギーに対応する直流電圧Ｖｂが印加された時点で変化する。換言すれば、直流電圧Ｖｂに対して直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を決定すれば、当該値Ｖｐ１が、分子振動モードのエネルギーに対応する直流電圧である。
【００４８】
つまり、Ｉ−Ｖ曲線に基づいて値Ｖｐ１を決定すれば、試料に由来する分子振動モード、換言すれば、試料に含まれる分子構造を推定することができる。そして、これによって、簡便、迅速かつ正確に試料を検出および識別できる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は、１個の分子の分子振動を検出可能な方法であるので、１個の分子の検出および識別を行うことができる。
【００５０】
本発明は、ピコアンペアレベルの微小な直流を１０ＭＨｚ以上の高速度にて測定可能であるので、短時間しか電極対の間の空間に存在しない分子（例えば、移動している分子）の検出および識別を行うことができる。
【００５１】
本発明は、電極対のサイズ（例えば、幅）を所望のサイズに設定することが可能であるので、低分子から高分子に至るまで様々な物質（例えば、核酸、タンパク質、糖鎖など）を、１個の分子のレベルにて検出および識別を行うことができる。
【００５２】
本発明は、分子構造に関する詳細な情報を得ることができるので、未知の分子の構造を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明に用いられる電極対の構成の一例を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３工程の基本原理を説明する図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３工程の基本原理を説明する図である。
【図４】本発明の分光装置の一実施形態における構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の分光装置の一実施形態における動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施例における、単一の分子が接合した金電極対の作製方法を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例において、１，４−ベンゼンジチオールが接合した電極対を用いた場合の試験結果を示すグラフである。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例において、１，４−ベンゼンジチオールが接合した電極対を用いた場合の試験結果を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例における１，４−ベンゼンジチオールに特徴的な分子振動モードのエネルギーを示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例において、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールが接合した電極対を用いた場合の試験結果を示すグラフである。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例において、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールが接合した電極対を用いた場合の試験結果を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例における、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールに特徴的な分子振動モードのエネルギーを示す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例において、１，６−ヘキサンジチオールが接合した電極対を用いた場合の試験結果を示すグラフである。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例において、１，６−ヘキサンジチオールが接合した電極対を用いた場合の試験結果を示すグラフである。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例において、単一の金原子が接合した電極対を用いた場合の試験結果を示すグラフである。
【図１６】従来の非弾性電子トンネル分光法の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に、本発明の実施の形態の一例について説明する。なお、本発明は、以下に説示する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５５】
〔１．電極対〕
本実施の形態の分光法に用いられる電極対の構成の一例について、以下に説明する。
【００５６】
図１（ａ）および（ｂ）に、本実施の形態の分光法に用いられる電極対の構成の一例を示す。
【００５７】
本実施の形態の分光法に用いられる電極対は、対となる電極１および電極２によって形成されている。そして、電極１には電圧源５が接続されており、電極２にはエレクトロメータ６が接続されている。そして、電極１と電極２との間に形成される空間の中に、試料７が配置される。
【００５８】
電圧源５としては、電極対に対して直流電圧Ｖｂを印加し得るものであればよく、適宜、市販の電圧源を使用することができる。例えば、ケースレーインスツルメンツ社製の６４８７型電圧間内蔵ピコアンメータを用いることが可能であるが、本発明はこれに限定されない。
【００５９】
電圧源５としては、０．０１ｍＶ刻み、０．０５ｍＶ刻み、０．１ｍＶ刻み、０．２ｍＶ刻み、０．３ｍＶ刻み、０．４ｍＶ刻み、０．５ｍＶ刻み、０．６ｍＶ刻み、０．７ｍＶ刻み、０．８ｍＶ刻み、０．９ｍＶ刻み、または、１．０ｍＶ刻みにて電圧を上昇または下降させながら、電極対に対して直流電圧Ｖｂを印加できるものを用いることができる。
【００６０】
電圧源５としては、上述したもののうち、０．２ｍＶ刻み以下の間隔にて電圧を上昇または下降させながら、電極対に対して直流電圧Ｖｂを印加できるものが好ましい。上記構成によれば、１ｍ秒の間に略１０００点以上の電流計測を行うことが可能となり、より正確に物質を検出および識別することができる。
【００６１】
エレクトロメータ６としては特に限定されず、適宜、市販のエレクトロメータを使用することができる。例えば、ケースレーインスツルメンツ社製の６４８７型電圧間内蔵ピコアンメータを用いることが可能であるが、本発明はこれに限定されない。
【００６２】
エレクトロメータ６の具体的な構成の一例としては、高速電流アンプ、高速ＲＡＩＤ、および、高速デジタライザを備えるエレクトロメータを挙げることができる。上記構成であれば、ピコアンペアのレベルの微小な電流を、１０ＭＨｚ以上の高速度にて測定することができる。なお、高速電流アンプ、高速ＲＡＩＤ、および、高速デジタライザとしては、適宜、市販の構成を用いることができる。
【００６３】
図１（ｂ）に示す電極対は、図１（ａ）に示す電極対を紙面の下側から上側に向かって見た場合の電極対の様子を示している。なお、試料７が移動可能なものである場合には、当該試料７は、例えば、図１（ｂ）に示す長さ（Ｌ）の伸長方向（換言すれば、図１（ｂ）において、紙面の奥から手前へ向かう方向、または、紙面の手前から奥へ向かう方向）へ移動可能である。
【００６４】
電極１と電極２との間に形成される空間のサイズは特に限定されず、試料の大きさに応じて、適宜設定すればよい。例えば、上記空間を、１個の分子のみが入り得るような小さなサイズに設計することが可能である。
【００６５】
例えば、図１（ｂ）に示す幅（Ｗ）は、１ｎｍ〜１０００ｎｍであってもよく、１ｎｍ〜１００ｎｍであってもよく、１ｎｍ〜６０ｎｍであってもよく、１ｎｍ〜２０ｎｍであってもよく、２０ｎｍ〜６０ｎｍであってもよく、５０ｎｍ〜６０ｎｍであってもよい。勿論、上記幅（Ｗ）は、１ｎｍ以下であってもよいし、１０００ｎｍ以上であってもよい。
【００６６】
ヌクレオチドの分子直径は当業者に公知であるため、当該分子直径に基づいて上記幅（Ｗ）のサイズを設定することも可能である。例えば、一リン酸の形態のヌクレオチドの分子直径は約１ｎｍであるため、上記幅（Ｗ）を、例えば０．５ｎｍ〜２ｎｍ、１ｎｍ〜１．５ｎｍ、または、１ｎｍ〜１．２ｎｍに設定することも可能である。
【００６７】
図１（ｂ）に示す高さ（Ｈ）は、１ｎｍ〜１０００ｎｍであってもよく、１ｎｍ〜１００ｎｍであってもよく、１ｎｍ〜６０ｎｍであってもよく、１ｎｍ〜２０ｎｍであってもよく、２０ｎｍ〜６０ｎｍであってもよく、５０ｎｍ〜６０ｎｍであってもよい。勿論、上記高さ（Ｈ）は、１ｎｍ以下であってもよいし、１０００ｎｍ以上であってもよい。
【００６８】
上記高さ（Ｈ）は、上述した幅（Ｗ）と同様に、０．５ｎｍ〜２ｎｍ、１ｎｍ〜１．５ｎｍ、または、１ｎｍ〜１．２ｎｍに設定することも可能である。
【００６９】
図１（ｂ）に示す長さ（Ｌ）は、１ｎｍ〜１０００ｎｍであってもよく、１ｎｍ〜１００ｎｍであってもよく、１ｎｍ〜６０ｎｍであってもよく、１ｎｍ〜２０ｎｍであってもよく、２０ｎｍ〜６０ｎｍであってもよく、５０ｎｍ〜６０ｎｍであってもよい。勿論、上記高さ（Ｈ）は、１ｎｍ以下であってもよいし、１０００ｎｍ以上であってもよい。
【００７０】
上記高さ（Ｈ）は、上述した幅（Ｗ）と同様に、０．５ｎｍ〜２ｎｍ、１ｎｍ〜１．５ｎｍ、または、１ｎｍ〜１．２ｎｍに設定することも可能である。
【００７１】
電極１および電極２の具体的な材料としては特に限定されず、周知の材料にて電極１および電極２を構成することが可能である。例えば、電極１および電極２として、Ａｕ電極、Ｃｒ／Ａｕ電極、または、Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／ＳｉＯ２電極などを用いることが可能である。
【００７２】
〔２．分光法〕
本実施の形態の分光法の構成の一例について、以下に説明する。
【００７３】
本実施の形態の分光法は、第１工程、第２工程および第３工程を有している。本実施の形態の分光法は、好ましくは、更に第４工程または第５工程を有している。以下に、各工程について説明する。
【００７４】
〔２−１．第１工程〕
第１工程は、正極と負極との間に試料が配置された電極対に対して直流電圧Ｖｂを印加する工程である。なお、当該直流電圧Ｖｂは、上述した電圧源５によって電極対に対して印加される。
【００７５】
電極対の間に配置される試料の状態は特に限定されず、電極対の間の空間を移動可能に配置されてもよいし、電極対の間の空間を移動しないように配置されてもよい。例えば、複数種類の試料を連続的に解析する場合には、電極対の間の空間を移動可能なように試料を配置すればよい。一方、より解析の精度を上げる場合には、電極対の間の空間を移動しないように、換言すれば、電極対の間の空間にできるだけ長い時間存在するように、試料を配置すればよい。
【００７６】
電極対の間の空間を移動可能なように試料を配置する場合、試料に対して電気的な力を作用させることによって当該試料を移動させてもよい。この場合、上述した電極対（電極１および電極２）とは別の電極対によって試料を移動させればよい。
【００７７】
また、電極対の間の空間を移動可能なように試料を配置する場合、試料に対して圧力を作用させることによって当該試料を移動させてもよい。この場合、ポンプによって気体または液体に力を加え、当該気体または液体によって試料を移動させればよい。
【００７８】
また、電極対の間の空間を移動可能なように試料を配置する場合、ブラウン運動によって当該試料を移動させてもよい。
【００７９】
勿論、試料を移動させる方法は、上述した方法に限定されない。
【００８０】
本実施の形態の分光法は、ピコアンペアレベルの微小な直流を１０ＭＨｚ以上の高速度にて測定可能であるので、たとえ移動している試料であったとしても、解析に必要な量のデータを得ることができる。
【００８１】
一方、電極対の間の空間を移動しないように試料を配置する場合、試料と電極対との間に結合を形成することによって当該試料を電極対上に固定化してもよい。なお、試料と電極対との間に形成される結合の様式は限定されないが、試料を電極対上に強固に固定化して試料をより精度よく解析するという観点からは、共有結合が好ましい。
【００８２】
上記試料としては特に限定されず、例えば各種分子（例えば、低分子（ヌクレオチド、アミノ酸、糖など）または高分子（ポリヌクレオチド、タンパク質、糖など）など）を用いることが可能である。
【００８３】
例えば、上記試料は、電極対との間で結合を形成し得る官能基を有する分子であってもよい。この場合、試料を電極対の間に固定した状態で電極対の間に流れる直流Ｉを測定することができるので、より安定に直流Ｉを測定することができる。
【００８４】
上記官能基としては、例えば、「−ＳＨ」、「−ＮＨ２」または「−ＣＯＯＨ」を挙げることができる。官能基が「−ＳＨ」である場合、当該官能基を介して、試料を電極対の構成成分である金に対して結合させることができる。官能基が「−ＮＨ２」である場合、当該官能基を介して、試料を電極対の構成成分である金に対して結合させることができる。官能基が「−ＣＯＯＨ」である場合、当該官能基を介して、試料を電極対の構成成分である金に対して結合させることができる。
【００８５】
上記試料は、電荷を有する分子（例えば、ヌクレオチド、ポリヌクレオチド、解離性の側鎖を有するアミノ酸、または、タンパク質など）であってもよい。この場合、上述した電極対（電極１および電極２）とは別の電極対によって、電極対の間の空間を通過するように上記電荷を有する分子を移動させることができる。そして、上記電荷を有する分子が電極対の間の空間を通過しているときに、電極対の間に流れる直流を測定することができる。
【００８６】
本実施の形態の分光法は、ピコアンペアレベルの微小な直流を１０ＭＨｚ以上の高速度にて測定可能であるので、たとえ移動している試料であったとしても、解析に必要な量のデータを得ることができる。
【００８７】
電極対の間に配置される試料の量は特に限定されず、電極対の間に１個の分子を配置してもよいし、１個〜５個の分子を配置してもよいし、１個〜１０個の分子を配置してもよいし、１０個以上の分子を配置してもよい。なお、電極対の間に配置される試料の量は、電極対の間の空間のサイズを所望のサイズに設計することによって決定することができる。
【００８８】
本実施の形態の分光法であれば、たとえ１つの分子であったとしても、解析に必要な量のデータを得ることができる。また、本実施の形態の分光法であれば、個々の分子に関する詳細な解析を行うことができる。
【００８９】
〔２−２．第２工程〕
第２工程は、直流電圧Ｖｂを変化させながら、電極対の間に流れる直流Ｉの値を測定する工程である。つまり、第２工程は、上述した第１工程にて電極対の間に試料を配置した後、電極対の間に試料を配置した状態にて、電極対に印加する直流電圧Ｖｂを変化させながら、当該電極対の間に流れる直流Ｉの値を測定する工程である。
【００９０】
直流電圧Ｖｂは、上述した電圧源５によって電極対に対して印加され、直流Ｉは、上述した電流計６によって測定される。なお、電圧源５および電流計６の具体的な構成については既に説明したので、ここではその説明を省略する。
【００９１】
電極対に対して印加される直流電圧Ｖｂの変化様式は特に限定されず、０．０１ｍＶ刻み、０．０５ｍＶ刻み、０．１ｍＶ刻み、０．２ｍＶ刻み、０．３ｍＶ刻み、０．４ｍＶ刻み、０．５ｍＶ刻み、０．６ｍＶ刻み、０．７ｍＶ刻み、０．８ｍＶ刻み、０．９ｍＶ刻み、または、１．０ｍＶ刻みにて直流電圧Ｖｂを上昇または下降させてもよい。
【００９２】
電極対に対して印加される直流電圧Ｖｂの変化様式は、０．２ｍＶ刻み以下の間隔にて上昇または下降するものであることが好ましい。上記構成によれば、１ｍ秒の間に略１０００点以上の電流計測を行うことが可能となり、より正確に物質を検出および識別することができる。
【００９３】
〔２−３．第３工程〕
まず、図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて、第３工程の基本原理について説明する。
【００９４】
図２（ａ）は、金によって形成された電極対の間に試料が配置された状態を示している。なお、当該電極対には、直流電圧Ｖｂが印加されており、当該電極対の間に流れる直流Ｉの値は、電流計によって測定されている。
【００９５】
電極対に印加する直流電圧Ｖｂの値を徐々に変化（例えば増加）させると、直流電圧Ｖｂの値に応じて、電極対の間に流れる電流の種類が変化する。この点について、図２（ｂ）および図２（ｃ）を用いて更に詳細に説明する。
【００９６】
試料は、その分子構造に応じた様々な分子振動モードを有している。そして、電極対に対して印加する直流電圧Ｖｂを、上記分子振動モードのエネルギーに対応する値Ｖｐよりも小さくした場合と、上記分子振動モードのエネルギーに対応する値Ｖｐよりも大きくした場合とでは、電極対の間に流れる電流の種類が変化する。
【００９７】
具体的には、図２（ｂ）に示すように、電極対に対して、試料の分子振動モードのエネルギーに対応する値Ｖｐよりも小さな値の直流電圧Ｖｂが印加されると、電極対の間には、直流として弾性トンネル電流（弾性）が流れる。
【００９８】
一方、図２（ｃ）に示すように、電極対に対して、試料の分子振動モードのエネルギーに対応する値Ｖｐよりも大きな値の直流電圧Ｖｂが印加されると、電極対の間には、直流として弾性トンネル電流（弾性）および非弾性トンネル電流（非弾性）が流れる。
【００９９】
したがって、上述した値Ｖｐを境として、直流電圧Ｖｂの値が小さいときと、直流電圧の値が大きいときとでは、Ｉ−Ｖ曲線の傾き（換言すれば、直流電圧Ｖｂが一定量変化したときの直流Ｉの変化量）が変わることになる。
【０１００】
そして、本実施の形態の分光法では、実測値に基づいて作成されるＩ−Ｖ曲線に基づいて値Ｖｐを算出し、これによって、簡便、迅速かつ正確に試料を検出および識別することができる。
【０１０１】
図３（ａ）〜図３（ｄ）を用いて、第３工程の基本原理について更に詳細に説明する。なお、当該第３工程を行うための具体的な構成は特に限定されず、適宜、コンピュータ等の周知の構成を用いて行うことが可能である。
【０１０２】
図３（ａ）に示すように、第３工程は、直流電圧Ｖｂに対して直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、当該Ｉ−Ｖ曲線の傾き（図３（ａ）に実線にて示すグラフの傾き）が変化するときの直流電圧Ｖｂの値Ｖｐを決定する工程である。
【０１０３】
既に説明したように、上述した値Ｖｐは、分子振動モードのエネルギーに対応している。それ故に、当該値Ｖｐを決定すれば、試料の分子構造に関する情報を得ることができ、これによって試料を識別することができる。
【０１０４】
図３（ａ）に、典型的なＩ−Ｖ曲線の例を示す。なお、当該Ｉ−Ｖ曲線は、電極対に印加した直流電圧Ｖｂの実際の値に対して、実測された直流Ｉの値をプロットすることによって作成され得る。
【０１０５】
図３（ａ）に示すように、電極対に流れる直流Ｉが弾性トンネル電流（弾性）のみである場合と、電極対に流れる直流Ｉが弾性トンネル電流（弾性）および非弾性トンネル電流（非弾性）では、グラフ（図３（ａ）中に実線にて示す）の傾きが異なる。そして、上記傾きが変化するときの直流電圧Ｖｂの値が、求めるべき値Ｖｐとなる。
【０１０６】
図３（ｃ）に示すように、第３工程は、直流電圧Ｖｂに対して直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、直流電圧Ｖｂによる直流Ｉの１次微分ｄＩ／ｄＶｂを算出することによって値Ｖｐを決定する工程であってもよい。
【０１０７】
図３（ａ）に示す方法の場合、グラフの傾きの変化が僅かであれば、値Ｖｐを正確に決定することが困難になる場合がある。しかしながら、図３（ｃ）から明らかなように、１次微分ｄＩ／ｄＶｂを用いれば、Ｉ−Ｖ曲線を略階段状のグラフへ変換することができる。そして、当該略階段状のグラフでは、１次微分ｄＩ／ｄＶｂの値が変化するときの直流電圧Ｖｂの値を容易かつ正確に決定することができる。そして、当該略階段状のグラフにおいて、１次微分ｄＩ／ｄＶｂの値が変化するときの直流電圧の値が、求めるべき値Ｖｐとなる。
【０１０８】
図３（ｄ）に示すように、第３工程は、直流電圧Ｖｂに対して直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、直流電圧Ｖｂによる直流Ｉの２次微分ｄ２Ｉ／ｄＶｂ２を算出することによって値Ｖｐを決定する工程であってもよい。
【０１０９】
図３（ａ）および図３（ｃ）に示す方法の場合、グラフ（図３（ａ）および図３（ｃ）中に実線にて示す）の変化が僅かであれば、値Ｖｐを正確に決定することが困難になる場合がある。しかしながら、図３（ｄ）から明らかなように、２次微分ｄ２Ｉ／ｄＶｂ２を用いれば、Ｉ−Ｖ曲線を略ピーク状のグラフへ変換することができる。そして、当該略ピーク状のグラフでは、２次微分ｄ２Ｉ／ｄＶｂ２が変化するときの直流電圧Ｖｂの値を容易かつ正確に決定することができる。そして、当該略ピーク状のグラフにおいて、２次微分ｄ２Ｉ／ｄＶｂ２が変化するときの直流電圧の値が、求めるべき値Ｖｐとなる。
【０１１０】
図３（ｂ）に示すように、第３工程では、直流Ｉは、実測される直流の値から、電極対の間を流れる弾性トンネル電流の値を引いたもの（具体的には、図３（ｂ）に示すΔＩ）であってもよい。
【０１１１】
そして、本実施の形態では、Ｉ−Ｖ曲線のかわりに、直流電圧Ｖｂに対して、実測された直流の値から弾性トンネル電流の値を引いた値ΔＩをプロットしたΔＩ−Ｖ曲線を用いて、第３工程において上述した値Ｖｐを決定してもよい。
【０１１２】
この場合、図３（ｂ）のように、ΔＩ−Ｖ曲線から、直接的に値Ｖｐを決定してもよい。
【０１１３】
また、ΔＩ−Ｖ曲線を１次微分した上で、値Ｖｐを決定してもよい。この場合であっても、基本的に、ΔＩ−Ｖ曲線を図３（ｃ）に示すグラフと同様のグラフへ変換することができる。
【０１１４】
また、ΔＩ−Ｖ曲線を２次微分した上で、値Ｖｐを決定してもよい。この場合であっても、基本的に、ΔＩ−Ｖ曲線を図３（ｄ）に示すグラフと同様のグラフへ変換することができる。
【０１１５】
ΔＩ−Ｖ曲線を用いて値Ｖｐを決定する場合には、弾性トンネル電流の影響を除いた状態で値Ｖｐを決定するので、より正確に値Ｖｐを決定することができる。そして、その結果、より正確に試料を検出および識別することができる。
【０１１６】
〔２−４．第４工程〕
第４工程は、検出および識別する対象である試料の値Ｖｐ１と、該値Ｖｐ１に対応する、予め決定されている参照試料の値Ｖｐ２（換言すれば、参照試料について決定されている値Ｖｐ）とを比較する工程である。上記構成によれば、検出および識別する対象である試料の分子構造と参照試料の分子構造との類似性または同一性を判定することができる。
【０１１７】
参照試料としては特に限定されず、例えば、分子構造が判明している分子等を用いることができる。
【０１１８】
参照試料としては、検出および識別する対象である試料と、同じ種類の分子を用いることが可能である。例えば、検出および識別する対象である試料が、ヌクレオチド、アミノ酸または糖であることが判っている場合には、参照試料としても、それぞれヌクレオチド、アミノ酸または糖を用いることが好ましい。上記構成によれば、より正確に試料を検出および識別することができる。
【０１１９】
第４工程では、上述した参照試料に関して予め決定されている値Ｖｐ２と、検出および識別する対象である試料の値Ｖｐ１とを比較することになる。
【０１２０】
参照試料の値Ｖｐ２を予め決定する方法としては、例えば、参照試料を予め上述した第１工程〜第３工程にかけて分析することによって参照試料の値Ｖｐ２を決定してもよい。
【０１２１】
あるいは、分子構造が周知の分子に関しては、分子振動モードのエネルギーを算出することが可能である（例えば、Nano Lett. 5, 2257-2263 (2011)参照）。上述したように、値Ｖｐは分子振動モードのエネルギーに対応するので、分子振動モードのエネルギーを算出することによって、参照試料のＶｐを決定することも可能である。
【０１２２】
〔２−５．第５工程〕
第５工程は、第４工程の後で行われ得る工程であって、下記（Ａ）〜（Ｃ）の少なくとも１つを判定する工程である。つまり、
（Ａ）試料（検出および識別する対象である試料）の値Ｖｐ１と参照試料の値Ｖｐ２とが同じである場合に、試料の分子構造と参照試料の分子構造とが同じであると判定する；
（Ｂ）試料（検出および識別する対象である試料）の値Ｖｐ１と参照試料の値Ｖｐ２とが一部において同じである場合に、試料の分子構造と参照試料の分子構造とが、一部において同じであると判定する；
（Ｃ）試料（検出および識別する対象である試料）の値Ｖｐ１と参照試料の値Ｖｐ２とが異なる場合に、試料の分子構造と参照試料の分子構造とが異なると判定する。
【０１２３】
上記構成によれば、検出および識別する対象である試料の分子構造と参照試料の分子構造との類似性または同一性を、更に詳細に判定することができる。また、上記構成によれば、検出および識別する対象である試料の分子構造が未知である場合、当該試料の分子構造を予測することができる。
【０１２４】
例えば、上記試料の分子構造が未知であって、上記試料の値Ｖｐ１（１個または複数個のＶｐ１が存在する場合であり得る）と、上記参照試料の値Ｖｐ２（１個または複数個のＶｐ２が存在する場合であり得る）とが完全に同じである場合を考える。
【０１２５】
この場合、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが完全に同じであると判定することができる。そして、このとき、上記参照試料として分子構造が判っている分子を用いれば、上記試料の分子構造を決定することができる。
【０１２６】
一方、上記試料の分子構造が未知であって、上記試料の値Ｖｐ１（複数個のＶｐ１が存在する場合であり得る）と、上記参照試料の値Ｖｐ２（複数個のＶｐ２が存在する場合であり得る）とが、一部において同じである場合を考える。
【０１２７】
この場合、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが、一部において同じであると判定することができる。そして、このとき、上記参照試料として分子構造が判っている分子を用いれば、上記試料の分子構造の少なくとも一部を決定することができる。更に具体的には、上記参照試料として分子構造が判っている分子を用いれば、当該参照試料の分子構造中の様々な部分の分子振動モードのエネルギーを算出することができる。そして、当該分子振動モードのエネルギーに基づいて、上記試料の分子構造の少なくとも一部を決定することができる。
【０１２８】
一方、上記試料の分子構造が未知であって、上記試料の値Ｖｐ１（１個または複数個のＶｐ１が存在する場合であり得る）と、上記参照試料の値Ｖｐ２（１個または複数個のＶｐ２が存在する場合であり得る）とが完全に異なる場合を考える。
【０１２９】
この場合、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが完全に異なると判定することができる。そして、このとき、上記参照試料として分子構造が判っている分子を用いれば、上記試料の分子構造の候補から特定の分子構造を除外することができる。
【０１３０】
例えば、参照試料の分子構造が、「Ａ−Ｂ−Ｃ」（Ａ、Ｂ、Ｃは、各々が異なる分子骨格（例えば、ベンゼン環、長鎖アルカン）であって、互いに化学結合によって連結されて１つの分子を形成していると仮定する。そして、分子骨格「Ａ」に起因する値Ｖｐが「ａ」であり、分子骨格「Ｂ」に起因する値Ｖｐが「ｂ」であり、分子骨格「Ｃ」に起因する値Ｖｐが「ｃ」であるとする。
【０１３１】
このとき、検出および識別する対象である試料の値Ｖｐが「ａ」、「ｂ」および「ｃ」であれば、検出および識別する対象である試料の分子構造を「Ａ−Ｂ−Ｃ」であると判定することができる。
【０１３２】
一方、検出および識別する対象である試料の値Ｖｐが「ａ」、「ｄ」および「ｅ」であれば、検出および識別する対象である試料が、分子骨格「Ａ」を有していると判定することができる。
【０１３３】
一方、検出および識別する対象である試料の値Ｖｐが「ｄ」、「ｅ」および「ｆ」であれば、検出および識別する対象である試料の分子構造の候補から、「Ａ−Ｂ−Ｃ」を除外することができる。
【０１３４】
〔３．分光装置〕
〔３−１．分光装置の構成〕
図４を用いて、本実施の形態の分光装置の構成の一例を説明する。
【０１３５】
本実施の形態の分光装置１００は、正極と負極との間に試料が配置された電極対２０に対して、値を変化させながら直流電圧Ｖｂを印加する電圧源１０と、電極対２０の間に流れる直流Ｉの値を測定する電流計３０と、直流電圧Ｖｂに対して直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの上記直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を決定する解析部４０と、を備えている。
【０１３６】
なお、電圧源１０は、既に説明した電圧源５と同じ構成であり、電極対２０は、既に説明した電極１および電極２によって形成されている電極対と同じ構成であり、電流計３０は、既に説明した電流計６と同じ構成であり、解析部４０は、既に説明した第３工程を行うための構成である。これらの構成の詳細については既に説明したので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【０１３７】
電圧源１０は、電極対２０に対して直流電圧Ｖｂを印加するための構成である。また、電圧源１０は、電極対２０に対して印加する直流電圧Ｖｂの値を変化（上昇または降下）させることが可能である。
【０１３８】
電極対２０に対して印加される直流電圧Ｖｂの値を変化させると、当該変化に伴って、電極対２０に流れる直流Ｉの値も変化する。そして、電流計３０によって、直流Ｉの値が測定される。
【０１３９】
電圧源１０によって電極対２０に対して印加された直流電圧Ｖｂに関する情報と、電流計３０によって測定された直流Ｉに関する情報とは、共に、解析部４０へ送られる。
【０１４０】
解析部４０は、直流電圧Ｖｂに対して直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を決定するための構成である。
【０１４１】
この場合、解析部４０は、例えば図３（ａ）に示すＩ−Ｖ曲線を作成し、当該Ｉ−Ｖ曲線から、Ｉ−Ｖ曲線の傾きが変化するときの直流電圧Ｖｂの値Ｖｐ１を決定するものであってもよい。
【０１４２】
また、解析部４０は、直流電圧Ｖｂに対して直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、直流電圧Ｖｂによる直流Ｉの１次微分ｄＩ／ｄＶｂを算出することによって値Ｖｐ１を決定するものであってもよい。
【０１４３】
この場合、解析部４０は、例えば図３（ｃ）に示すグラフを作成し、当該グラフから値Ｖｐ１を決定するものであってもよい。
【０１４４】
また、解析部４０は、直流電圧Ｖｂに対して直流ＩをプロットしたＩ−Ｖ曲線について、直流電圧Ｖｂによる上記直流Ｉの２次微分ｄ２Ｉ／ｄＶｂ２を算出することによって上記値Ｖｐ１を決定するものであってもよい。
【０１４５】
この場合、解析部４０は、例えば図３（ｄ）に示すグラフを作成し、当該グラフから値Ｖｐ１を決定するものであってもよい。
【０１４６】
また、解析部４０は、直流Ｉとして、実測される直流の値から、上記電極対の間を流れる弾性トンネル電流の値を引いたもの（ΔＩ）を用いるもの（または、算出するもの）であってもよい。
【０１４７】
この場合、解析部４０は、例えば図３（ｂ）に示すΔＩ−Ｖ曲線を作成し、当該ΔＩ−Ｖ曲線から直接的に値Ｖｐ１を決定するものであってもよいし、当該ΔＩ−Ｖ曲線を１次微分した上で値Ｖｐ１を決定するものであってもよいし、当該ΔＩ−Ｖ曲線を２次微分した上で値Ｖｐ１を決定するものであってもよい。
【０１４８】
解析部４０の具体的な構成は特に限定されず、コンピュータ等の公知の演算装置によって構成することが可能である。
【０１４９】
本実施の形態の分光装置では、解析部４０にて決定された値Ｖｐ１を、そのまま解析結果とみなすことも可能であるし、当該値Ｖｐ１について、更なる検討を行うことも可能である。そして、更なる検討を行う場合には、値Ｖｐ１の情報は、比較部５０へと送られる。
【０１５０】
比較部５０は、試料の値Ｖｐ１と、予め決定されている参照試料の値Ｖｐ２と、を比較するための構成である。
【０１５１】
比較部５０は、参照試料の値Ｖｐ２に関する情報が予め保存されている構成であってもよいし、参照試料の値Ｖｐ２に関する情報が別の構成から入力可能に形成されている構成であってもよい。
【０１５２】
比較部５０の具体的な構成は特に限定されず、コンピュータ等の公知の演算装置によって構成することが可能である。
【０１５３】
本実施の形態の分光装置では、比較部５０による比較結果（例えば、Ｖｐが何割同一であるか、どの値のＶｐが一致しているか、どの値のＶｐが一致していないか、等の比較結果）を、そのまま解析結果とみなすことも可能であるし、更なる検討を行うことも可能である。そして、更なる検討を行う場合には、比較部５０による比較結果は、判定部６０へと送られる。
【０１５４】
判定部６０は、下記（Ａ）〜（Ｃ）の少なくとも１つを判定するための構成である。つまり、
（Ａ）上記試料の値Ｖｐ１と上記参照試料の値Ｖｐ２とが同じである場合に、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが同じであると判定する；
（Ｂ）上記試料の値Ｖｐ１と上記参照試料の値Ｖｐ２とが一部において同じである場合に、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが、一部において同じであると判定する；
（Ｃ）上記試料の値Ｖｐ１と上記参照試料の値Ｖｐ２とが異なる場合に、上記試料の分子構造と上記参照試料の分子構造とが異なると判定する。
【０１５５】
判定部６０の具体的な構成は特に限定されず、コンピュータ等の公知の演算装置によって構成することが可能である。
【０１５６】
〔３−２．分光装置の動作フローの一例〕
図５に、本実施の形態の分光装置の動作フローの一例を示す。
【０１５７】
Ｓ１０１では、電極対２０を構成する正極と負極との間の空間に試料を配置する。なお、本発明では、電極対２０を構成する正極と負極との間の空間に、予め試料を配置していてもよい。
【０１５８】
Ｓ１０２では、試料を配置した状態にて、電圧源１０によって、電極対２０へ直流電圧Ｖｂを印加する。更に、Ｓ１０２では、電極対２０へ印加する直流電圧Ｖｂの値を変化させる。当該直流電圧Ｖｂの値の変化は、電圧源１０の出力の調節などによって行うことができる。
【０１５９】
Ｓ１０３では、電流計３０によって、電極対２０に流れる直流Ｉを測定する。
【０１６０】
Ｓ１０４では、電圧源１０が電極対２０へ印加した直流電圧Ｖｂの値と、電流計３０によって測定された直流Ｉの値とから、解析部４０によって、値Ｖｐ１が決定される。このとき、解析部４０にてＩ−Ｖ曲線またはΔＩ−Ｖ曲線などが作成され得る。
【０１６１】
Ｓ１０５では、試料の分子構造に関する更なる情報（または、更なる解析）が必要か否か判断される。更なる情報が必要でない場合には、値Ｖｐ１が得られた段階で分光装置の動作が終了する。一方、更なる情報が必要な場合には、解析部４０にて決定された値Ｖｐ１に関する情報が比較部５０へ送られる。
【０１６２】
Ｓ１０６では、比較部５０にて、解析すべき試料の値Ｖｐ１と、予め決定されている参照試料の値Ｖｐ２と、が比較される。比較部５０では、例えば、Ｖｐが何割同一であるか、どの値のＶｐが一致しているか、どの値のＶｐが一致していないか、等の比較結果が得られる。
【０１６３】
Ｓ１０７では、試料の分子構造に関する更なる情報（または、更なる解析）が必要か否か判断される。更なる情報が必要でない場合には、分光装置の動作が終了する。一方、一方、更なる情報が必要な場合には、比較部５０にて得られた比較結果が判定部６０へ送られる。
【０１６４】
Ｓ１０８では、判定部６０によって、試料の分子構造が予測される（換言すれば、試料の分子構造に関して様々な判定がなされる）。
【０１６５】
当該予測（判定）が終了した後、分光装置の動作が終了する。
【０１６６】
分光装置の制御ブロック（特に、解析部４０、比較部５０および判定部６０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１６７】
後者の場合、分光装置は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。
【０１６８】
上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【実施例】
【０１６９】
以下の実施例は、電流計を用いた直流計測に基づいている。以下の実施例では、電極対の間に単一の分子が接合している電極対を用いてＩ−Ｖ曲線の作成を行い、当該Ｉ−Ｖ曲線を更に解析した。
【０１７０】
本実施例の直流計測に基づく方法は、従来のロックインアンプを用いた交流電圧および交流電流に基づく方法に比べて、測定の高速化が可能であり、高速微小電流アンプと組み合わせることで、溶液中に分散している生体分子（例えば、核酸またはタンパク質）を、１個の分子のレベルで識別することを可能にする。以下に、実施例について詳述する。
【０１７１】
＜１．単一の分子が接合した電極対の作製＞
直流計測法に基づいて１分子の電気計測を行うにあたり、ナノ加工機械的破断接合（ＭＣＢＪ：Mechanically-Controllable Break Junction）を用いて、１個の分子が電極対の間に接合された電極対を作製した。当該電極対の作製方法を、以下に説明する。
【０１７２】
厚さが０．５ｍｍのリン青銅基板上にポリイミドをスピンコートした後、ベーキングにより、厚さが４μｍのポリイミド膜を製膜した。次いで、フォトリソグラフィー法によりマイクロ電極のパターンを描画した後、高周波スパッタ法により、ポリイミド膜の上にＣｒ／Ａｕ層（厚さが５ｎｍ／３０ｎｍ）を蒸着した。
【０１７３】
以上のようにして作製した基板をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに半日間浸し、超音波洗浄にかけフォトレジスト層を除去することで、電極を作製した。
【０１７４】
次いで、電子線リソグラフィー法により重ね描画を行い、電極の間を繋ぐように細線パターンを描画した。なお、細線パターンには中央に切り欠きが設けられ、その最小幅は、設計値で２０ｎｍであった。
【０１７５】
細線パターンを描画した後、高周波スパッタ法によりＣｒ／Ａｕ層（厚さ１ｎｍ／１００ｎｍ）を蒸着した。得られた基板を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに半日間浸した上で超音波洗浄にかけ、これによって電子線レジスト層を除去することで、中央に幅１００ｎｍの接合部を有する細線を得た。
【０１７６】
最後に基板上のポリイミド層を、反応性イオンエッチング法（４フッ化炭素および酸素の混合ガスを使用）により掘削することで、電極の接合部の直下のポリイミドを完全に除去し、自立した接合構造を形成した。なお、接合構造の全長は、約２μｍであった。
【０１７７】
以上のようにしてＭＣＢＪ基板を作製した。
【０１７８】
上述したＭＣＢＪ基板を２つの支持点上に設置した。接着剤（ポリイミド）を用いてＭＣＢＪ基板上にテフロン（登録商標）製の容器を取り付け、当該容器中に、測定対象であるチオール基を有する分子（具体的には、１，４−ベンゼンジチオール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、または、１，６−ヘキサンジチオール）を含んだ有機溶媒（トルエン）を入れた。
【０１７９】
次に、ピエゾ素子を用いてＭＣＢＪ基板を裏側から押し曲げることで、ＭＣＢＪ基板上に作られたＡｕナノ接合を破断させた（図６（ａ）参照）。なお、本実施例では、当該破断したＡｕナノ接合が、電極対として機能することになる。
【０１８０】
この時、測定対象であるチオール基を有する分子が、Ａｕナノ接合の破断によって露出する清浄な破断面の表面と接触し、Ａｕとの間でＡｕ−チオール結合を形成する。その結果、測定対象である分子を、破断面上に強く吸着させることができる。
【０１８１】
その後、真空排気を行って有機溶媒（トルエン）を蒸発させ、破断したＡｕナノ接合上に、測定対象となる分子だけを残した。なお真空排気を行うタイミングは、接合を破断させた後数分以内に行うことが好ましい。これによれば、過剰な数の分子（具体的には１個よりも多い分子）が破断面の上で凝集して大きな集合体を形成することを防ぐことができる。
【０１８２】
真空レベルが１０−５Ｔｏｒｒ以下になった段階で、ＧＰＩＢ（General Purpose interface Bus）制御によってピエゾ素子を駆動してＭＣＢＪ基板を曲げ、Ａｕナノ接合の破断および再形成を２００回繰り返せば、Ａｕナノ接合に欠陥が生じることを防ぐことができるとともに、単一の分子が接合した電極対を安定して作製することができる（図６（ａ）参照）。
【０１８３】
上述した一連の操作では、ピコアンメータ・ソース（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  ６４８７）を用いてＡｕナノ接合に０．２Ｖの電圧を加えた状態で当該Ａｕナノ接合を通る直流の計測を行い、得られる直流のデータからＡｕナノ接合の電気伝導度を計算すると同時に当該電気伝導度を用いてピエゾ素子の駆動制御を行った。
【０１８４】
本実施例では、ピエゾ素子の動きを、基板の曲げに伴ってＡｕナノ接合が徐々に狭窄されていくのに合わせて、多段階的に押し込む速度が遅くなるように制御した。これによって、単一の分子が接合した電極対を非常に安定して作製することができる。
【０１８５】
Ａｕナノ接合の破断および再形成を２００回繰り返した後、液体窒素を用いて、破断したＡｕナノ接合を７７Ｋの温度にまで冷やした。この冷却過程では、ＭＣＢＪ基板の収縮に伴って、破断したＡｕナノ接合の間の距離（換言すれば、電極対の正極と負極との間の距離）が著しく大きくなることを防ぐために、Ａｕナノ接合の電気伝導度が測定対象である１個の分子コンダクタンスに対応するように保持されるように、適宜、ピエゾ素子の駆動の制御を行なった。
【０１８６】
Ａｕナノ接合の周囲の温度が７７Ｋに達したあと、ピエゾ素子を駆動することによって、Ａｕナノ接合を１０Ｇ０以上の電気伝導度になるまで太らせた（Ｇ０はコンダクタンスの量子化単位）。その後、自己破断接合法によりＡｕナノ接合を破断させた後、破断したＡｕナノ接合の電気伝導度が、測定対象である１個の分子に対応する電気伝導度にて安定に保持されることを確認した（図６（ｂ）参照）。
【０１８７】
＜２．単一の分子が接合した電極対を用いた、Ｉ−Ｖ特性（電流−電圧特性）の測定＞
作製した単一の分子が接合している電極対のうち、電極対の電気伝導度が測定対象である１分子に対応する電気伝導度の付近で１０秒間以上安定である電極対を用いて、Ｉ−Ｖ特性を測定した。
【０１８８】
Ｉ−Ｖ特性の測定にはピコアンメータ・ソース（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  ６４８７）を用い、破断したＡｕナノ接合（換言すれば、電極対）に加える直流電圧を、０Ｖから正の方向へ向かって０．２ｍＶ刻みで一定の速度で掃引して＋ａＶ（ａは任意の数）に到達させた後、掃引方向を逆転させて、−ａＶ（ａは任意の数）に到達させた。そして、直流電圧を０．２ｍＶだけ変化させる毎に、破断したＡｕナノ接合を流れる直流を記録した。直流電圧に対して直流をプロットすることにより、Ｉ−Ｖ曲線（電流−電圧曲線）を作成した。
【０１８９】
なお、Ｉ−Ｖ曲線は、１，４−ベンゼンジチオール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、および、１，６−ヘキサンジチオールの各々について作成した。
【０１９０】
＜３．試験結果＞
図７（ａ）〜図７（ｄ）、および、図８（ａ）〜図８（ｄ）に、１，４−ベンゼンジチオールを用いた場合の試験結果を示す。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）、および、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールを用いた場合の試験結果を示す。図１３（ａ）〜図１３（ｄ）、および、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に、１，６−ヘキサンジチオールを用いた場合の試験結果を示す。
【０１９１】
更に具体的には、図７（ａ）は、典型的なＩ−Ｖ曲線の例を示し、図７（ｂ）は、１，４−ベンゼンジチオールを用いた場合に実際に得られたＩ−Ｖ曲線を示している。
【０１９２】
図１０（ａ）は、典型的なＩ−Ｖ曲線の例を示し、図１０（ｂ）は、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールを用いた場合に実際に得られたＩ−Ｖ曲線を示している。
【０１９３】
図１３（ａ）は、典型的なＩ−Ｖ曲線の例を示し、図１３（ｂ）は、１，６−ヘキサンジチオールを用いた場合に実際に得られたＩ−Ｖ曲線を示している。
【０１９４】
何れの物質を用いた場合も、電極対に印加する直流電圧Ｖｂの値が上昇するにしたがって、電極対の間を流れる直流Ｉの値が上昇した。
【０１９５】
次いで、得られたＩ−Ｖ曲線の低バイアス域（換言すれば、電極対の間に弾性トンネル電流が流れる領域）において線形フィッティング（最小自乗法）を行い、Ｉ−Ｖ直線（一次関数）を得た。そして、Ｉ−Ｖ曲線における直流の値と、Ｉ−Ｖ直線における直流の値との差分ΔＩを算出した。このとき、電極対に印加する直流電圧の一次関数にて、電極対の間に流れる弾性トンネル電流が示されると仮定すれば、差分ΔＩは、電極対の間に流れる非弾性トンネル電流に対応すると考えることができる。
【０１９６】
図７（ｃ）は、典型的な差分ΔＩと直流電圧Ｖｂとの関係を示し、図７（ｄ）は、１，４−ベンゼンジチオールを用いた場合に実際に得られた差分ΔＩと直流電圧Ｖｂとの関係を示している。
【０１９７】
図１０（ｃ）は、典型的な差分ΔＩと直流電圧Ｖｂとの関係を示し、図１０（ｄ）は、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールを用いた場合に実際に得られた差分ΔＩと直流電圧Ｖｂとの関係を示している。
【０１９８】
図１３（ｃ）は、典型的な差分ΔＩと直流電圧Ｖｂとの関係を示し、図１３（ｄ）は、１，６−ヘキサンジチオールを用いた場合に実際に得られた差分ΔＩと直流電圧Ｖｂとの関係を示している。
【０１９９】
差分ΔＩの値を直流電圧Ｖｂの値に対してプロットすると、１，４−ベンゼンジチオール、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールおよび１，６−ヘキサンジチオールの何れの場合においても、正（負）の方向に直流電圧Ｖｂを掃引した場合、ある特定の値の直流電圧Ｖｂを境に、差分ΔＩがゼロから増大（減少）し始める傾向が観察された。
【０２００】
一方、単一の金原子が接合した電極対を用いた計測では、正（負）の方向に直流電圧Ｖｂを掃引した場合、差分ΔＩがある特定の値の直流電圧Ｖｂを境にゼロから減少（増大）する傾向が見られた（図１５（ａ）〜（ｄ）参照）。
【０２０１】
この特徴的なΔＩ−Ｖ特性は、十分に加速された電子によって、電子と強く相互作用し得る特定の分子振動が励起されたことで、特定の値の直流電圧Ｖｂを境として電極対の電気伝導度が変化するために現れたものであると解釈できる。そして、差分ΔＩが、非弾性トンネル電流に対応するパラメータであることを強く示唆している。
【０２０２】
差分ΔＩの値が変化するときの直流電圧Ｖｂの値は、トンネル電子によって励起される分子振動のエネルギーに対応する値を取り、当該直流電圧Ｖｂの値は、ΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧で１次微分することで略ステップ状に、ΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧で２次微分することで略ピーク状になり、より明瞭に検出することが可能になる。
【０２０３】
具体的に、図８（ａ）は、ΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで１次微分したときに得られる典型的なグラフを示し、図８（ｂ）は、１，４−ベンゼンジチオールに関するΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで１次微分したときに実際に得られるグラフを示している。
【０２０４】
図１１（ａ）は、ΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで１次微分したときに得られる典型的なグラフを示し、図１１（ｂ）は、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールに関するΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで１次微分したときに実際に得られるグラフを示している。
【０２０５】
図１４（ａ）は、ΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで１次微分したときに得られる典型的なグラフを示し、図１４（ｂ）は、１，６−ヘキサンジチオールに関するΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで１次微分したときに実際に得られるグラフを示している。
【０２０６】
図１５（ｃ）は、金原子に関するΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで１次微分したときに実際に得られるグラフを示している。
【０２０７】
図８（ｂ）、図１１（ｂ）、図１４（ｂ）および図１５（Ｃ）に示すように、１次微分の値を直流電圧Ｖｂの値に対してプロットすると略ステップ状のグラフが得られ、差分ΔＩの値が変化するときの直流電圧Ｖｂの値をより明瞭に検出することができた。
【０２０８】
また、図８（ｃ）は、ΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで２次微分したときに得られる典型的なグラフを示し、図８（ｄ）は、１，４−ベンゼンジチオールに関するΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで２次微分したときに実際に得られるグラフを示している。
【０２０９】
図１１（ｃ）は、ΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで２次微分したときに得られる典型的なグラフを示し、図１１（ｄ）は、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールに関するΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで２次微分したときに実際に得られるグラフを示している。
【０２１０】
図１４（ｃ）は、ΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで２次微分したときに得られる典型的なグラフを示し、図１４（ｄ）は、１，６−ヘキサンジチオールに関するΔＩ−Ｖ曲線を直流電圧Ｖｂで２次微分したときに実際に得られるグラフを示している。
【０２１１】
図８（ｄ）、図１１（ｄ）および図１４（ｄ）に示すように、２次微分の値を直流電圧Ｖｂの値に対してプロットすると略ピーク状のグラフが得られ、１次微分の場合よりも、差分ΔＩの値が変化するときの直流電圧Ｖｂの値をより明瞭に検出することができた。
【０２１２】
図８（ｄ）および図１１（ｄ）に関して、観測されたピークの位置に対応する直流電圧Ｖｂの値をガウスフィッティングにより抽出した。なお、図８（ｄ）および図１１（ｄ）中、当該ピークの位置を矢印にて示す。
【０２１３】
ガウスフィッティングによって抽出した直流電圧Ｖｂの値は、測定対象としたすべての単分子接合、単原子接点について理論的に導出される振電相互作用の強い特徴的な分子振動モードのエネルギーと一致した。
【０２１４】
例えば、図９に、１，４−ベンゼンジチオールに特徴的な分子振動モードのエネルギー（具体的には、０．０５ｅＶ、０．１０ｅＶ、０．１４ｅＶ、０．２０ｅＶ）を示す。分子振動モードのエネルギーである０．０５ｅＶ、０．１０ｅＶ、０．１４ｅＶ、および、０．２０ｅＶは、各々、図８（ｄ）中に矢印にて示したピークに対応すると考えられる。
【０２１５】
また、図１２に、２，５−ジメルカプト−１,３,４−チアジアゾールに特徴的な分子振動モードのエネルギー（具体的には、０．０３ｅＶ、０．０７ｅＶ、０．１３ｅＶ、０．１７ｅＶ）を示す。分子振動モードのエネルギーである０．０３ｅＶ、０．０７ｅＶ、０．１３ｅＶ、０．１７ｅＶは、各々、図１１（ｄ）中に矢印にて示したピークに対応すると考えられる。
【０２１６】
以上の結果より、直流電圧および直流に基づいて作成されたＩ−Ｖ曲線と、数値解析とを組み合わせることで、１分子の識別に応用可能なΔＩスペクトルが導出可能であることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明は、各種物質（例えば、１個の分子）の検出、同定、識別、または、構造解析に利用することができる。更に具体的には、本発明は、ポリヌクレオチドの塩基配列を読解するためのシーケンサーに利用することができる。
【符号の説明】
【０２１８】
１  ・・・電極
２  ・・・電極
５  ・・・電圧源
６  ・・・電流計
７  ・・・試料
１０  ・・・電圧源
２０  ・・・電極対
３０  ・・・電流計
４０  ・・・解析部
５０  ・・・比較部
６０  ・・・判定部
１００  ・・・分光装置
【図１】
2014157097.tif 000003
【図３】
2014157097.tif 000004
【図４】
2014157097.tif 000005
【図５】
2014157097.tif 000006
【図７】
2014157097.tif 000007
【図８】
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【図９】
2014157097.tif 000009
【図１０】
2014157097.tif 000010
【図１１】
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【図１２】
2014157097.tif 000012
【図１３】
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【図１４】
2014157097.tif 000014
【図２】
2014157097.tif 000015
【図６】
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【図１５】
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【図１６】
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