(57)【要約】【課題】従来技術の方法及び機器の不利点を克服すること。【解決手段】クロコン酸、ｐ−ジメチルアミノベンズアルデヒド（ＤＭＡＢＡ）、ｐ−ジメチルアミノシンナムアルデヒド（ＤＭＡＣＡ）、ｐ−メトキシ−ベンズアルデヒド（ＭＯＢ）及び４−メトキシ−１−ナフトアルデヒド（ＭＯＮ）からなる群から選ばれる少なくとも１つのプローブ分子を含む多孔性ゾルゲル材料であって、１より小さい固有のｐＨ、注目すべきは０より小さい固有のｐＨを有することを特徴とする、多孔性ゾルゲル材料。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロコン酸、ｐ−ジメチルアミノベンズアルデヒド（ＤＭＡＢＡ）、ｐ−ジメチルアミノシンナムアルデヒド（ＤＭＡＣＡ）、ｐ−メトキシ−ベンズアルデヒド（ＭＯＢ）及び４−メトキシ−１−ナフトアルデヒド（ＭＯＮ）からなる群から選ばれる少なくとも１つのプローブ分子を含む多孔性ゾルゲル材料であって、１より小さい固有のｐＨ、注目すべきは０より小さい固有のｐＨを有することを特徴とする、多孔性ゾルゲル材料。
【請求項２】
式Ｓｉ（ＯＲ１）４又はＲ２Ｓｉ（ＯＲ３）３（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一又は異なり、１個〜６個の炭素原子を有するアルキル基である）の少なくとも１つの第１のアルコキシシランと、
式Ｒ４Ｓｉ（ＯＲ５）３又は（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３（式中、Ｒ４は、１個〜６個の炭素原子を有する置換アルキル基であり、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、同一又は異なり、１個〜６個の炭素原子を有するアルキル基である）の少なくとも１つの第２のアルコキシシランと、
から本質的に調製されることを特徴とする、請求項１に記載のゾルゲル材料。
【請求項３】
前記第１のアルコキシシランが、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ、Ｓｉ（ＯＣＨ３）４）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラプロポキシシラン（ＴＰＯＳ、Ｓｉ（ＯＣ３Ｈ７）４）、テトラブトキシシラン（ＴＢＯＳ、Ｓｉ（ＯＣ４Ｈ９）４）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＯＳ、（ＣＨ３）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、エチルトリメトキシシラン（ＥＴＭＯＳ、（Ｃ２Ｈ５）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、プロピルトリメトキシシラン（ＰＴＭＯＳ、（Ｃ３Ｈ７）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＯＳ、（ＣＨ３）Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、エチルトリエトキシシラン（ＥＴＥＯＳ、（Ｃ２Ｈ５）Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、プロピルトリエトキシシラン（ＰＴＥＯＳ、（Ｃ３Ｈ７）Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、及びそれらの混合物からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項２に記載のゾルゲル材料。
【請求項４】
前記第２のアルコキシシランが、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ、Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＮＨ２）（ＯＣ２Ｈ５）３）、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＰＴＭＳ、Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＮＨ２）（ＯＣＨ３）３）、（３−（メチルアミノ）プロピル）トリメトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＮＨＣＨ３）（ＯＣＨ３）３）、３−カルボキシプロピルトリエトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＣＯ２Ｈ）（ＯＣ２Ｈ５）３）、３−カルボキシプロピルトリメトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＣＯ２Ｈ）（ＯＣＨ３）３）、１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン（（ＯＣ２Ｈ５）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、１，２−ビス（トリメトキシシリル）エタン（（ＯＣＨ３）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、（３，３，３−トリクロロプロピル）トリエトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５ＣＣｌ３）（ＯＣ２Ｈ５）３）及び３，３，３−トリフルオロプロピル−トリメトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５ＣＦ３）（ＯＣＨ３）３）、並びにそれらの混合物からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項２又は３に記載のゾルゲル材料。
【請求項５】
請求項３又は５に規定されるような、式（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３の少なくとも１つのアルコキシシランから本質的に調製されることを特徴とする、請求項１に記載のゾルゲル材料。
【請求項６】
請求項３又は５に規定されるような、式（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３の少なくとも１つの第１のアルコキシシランと、
請求項３〜５のいずれか一項に規定されるような、式Ｓｉ（ＯＲ１）４、Ｒ２Ｓｉ（ＯＲ３）３又はＲ４Ｓｉ（ＯＲ５）３の少なくとも１つの第２のアルコキシシランと、
から本質的に調製されることを特徴とする、請求項１に記載のゾルゲル材料。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の多孔性ゾルゲル材料を製造する方法であって、以下の連続工程：
ａ１）請求項２又は３に規定されるような、式Ｓｉ（ＯＲ１）４又はＲ２Ｓｉ（ＯＲ３）３の少なくとも１つの第１のアルコキシシランを、溶媒、並びにクロコン酸、ＤＭＡＢＡ、ＤＭＡＣＡ、ＭＯＢ及びＭＯＮからなる群から選ばれる少なくとも１つのプローブ分子と混合する工程と、
ｂ１）工程（ａ１）の前記混合物に、請求項２又は４に規定されるような、式Ｒ４Ｓｉ（ＯＲ５）３又は（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３の少なくとも１つの第２のアルコキシシランを添加する工程と、
ｃ１）工程（ｂ１）の前記混合物に、水を添加した後、酸を添加する工程と、
ｄ１）工程（ｃ１）後に得られるゾルを成形して、少なくとも１つのプローブ分子を含有する前記ゾルゲル材料を得る工程と、
を含む、方法。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の多孔性ゾルゲル材料を製造する方法であって、以下の連続工程：
ａ２）請求項２又は４に規定されるような、式（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３の少なくとも１つの第１のアルコキシシランを、溶媒、並びにクロコン酸、ＤＭＡＢＡ、ＤＭＡＣＡ、ＭＯＢ及びＭＯＮからなる群から選ばれる少なくとも１つのプローブ分子と混合する工程と、
ｂ２）任意に、工程（ａ２）の前記混合物に、請求項２〜４のいずれか一項に規定されるような、式Ｓｉ（ＯＲ１）４、Ｒ２Ｓｉ（ＯＲ３）３又はＲ４Ｓｉ（ＯＲ５）３の少なくとも１つの第２のアルコキシシランを添加する工程と、
ｃ２）工程（ａ２）の前記混合物又は任意に工程（ｂ２）の前記混合物に、水を添加した後、酸を添加する工程と、
ｄ２）工程（ｃ２）後に得られるゾルを成形して、少なくとも１つのプローブ分子を含有する前記ゾルゲル材料を得る工程と、
を含む、方法。
【請求項９】
前記溶媒が、メタノール、エタノール、プロパノール又はブタノール等のアルコール、アセトン、ホルムアミド、メチルエチルケトン、クロロホルム、ジクロロメタン、酢酸、及びそれらの混合物からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸が、有機酸、無機酸及び酸無水物からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のアルコキシシラン及び任意の第２のアルコキシシラン／溶媒／水のモル比が有益には、１：２：４〜１：２０：１０、注目すべきは１：４：４〜１：１０：６であり、別段それが１：５：４であることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの化学物質を捕捉及び／又は検出、並びに任意に定量化するための、請求項１〜６のいずれか一項に記載の、又は請求項７〜１１のいずれか一項に記載の製造方法を使用して製造され得る、少なくとも１つのプローブ分子を含有する多孔性ゾルゲル材料の使用。
【請求項１３】
前記化学物質が、インドール及びその誘導体、ウロビリノーゲン、ポルフォビリノーゲン、ピロール、第一級アミン及び別段、芳香族第一級アミン、パラ−アミノ安息香酸、ヒドラジン、４−エトキシフェニル尿素（又はズルチン）、５−ニトロ−２−プロポキシアニリン（又はＰ−４０００）、尿素硝酸塩、ジピロン、セロトニンの誘導体、交感神経作用アミン、除草剤、核酸及びＦｅ３＋からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項１２に記載の使用。
【請求項１４】
請求項１３に規定されるような少なくとも１つの化学物質を捕捉及び／又は検出、並びに任意に定量化する方法であって、
ｉ）請求項１３に規定されるような少なくとも１つの化学物質を含有することができるフローを、請求項１〜７のいずれか一項に規定されるような、少なくとも１つのプローブ分子を含有する多孔性ゾルゲル材料と接触させる工程と、
ｉｉ）存在し得る前記化学物質（複数も可）を捕捉及び／又は検出、並びに任意に定量化する工程と、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記フローが、気体フロー又は液体フローであることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１４に規定されるように、請求項１〜７のいずれか一項に規定されるような前記材料を、前記化学物質（複数も可）を含有するフローに曝した際の、その吸光度、蛍光、ルミネセンス、質量又は共振周波数の変動を測定することによって、工程（ｉ）における前記検出を行うことを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の、少なくとも１つのプローブ分子を含有する少なくとも１つの多孔性ゾルゲル材料を含む、捕捉及び／又は検出システム。
【請求項１８】
気体フロー用のミリ流体システム；光窓と、任意に該ミリ流体システム用の開口とが設けられる、任意に封止された曝露チャンバであって、内部に、請求項１〜７のいずれか一項に記載の多孔性ゾルゲル材料が据えられて、解析すべき前記フローと接触する、曝露チャンバ；請求項１〜７のいずれか一項に記載の多孔性ゾルゲル材料を保持するためのシステム；照射機器；解析用の光を視準するとともに焦点を結ぶための光学系；該光を送ることが可能な手段；並びに、検出器からなる群から選ばれる少なくとも１つの要素を更に備えることを特徴とする、請求項１７に記載の捕捉及び／又は検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複素環芳香族化合物等の対象化合物の検出及び任意に定量化に関する分野に属するものである。
【０００２】
より詳細には、本発明は、インドール及びその誘導体等の複素環芳香族化合物を検出及び任意に定量化することができる機器及び方法を提案する。
【背景技術】
【０００３】
インドール化合物、並びにとりわけインドール及びスカトールは、種々のタイプの発生源によって生み出され得る。インドールにとって最も重要な発生源は微生物の発現によるものである。実際、それらが成長すると、トリプトファナーゼ酵素を有する細菌が、培養液に含まれるトリプトファンからインドールを生産する。例えば、生化学及び微生物学の分野において、インドールの検出は、微生物の分類学的な分類を判定するためのよく知られた手段である。この区別は、第一に「疫学的」見地から、第二に種々の細菌株の抗生物質に対する感受性の違いという理由から重要である。
【０００４】
農業食品分野において、インドールの検出は、海産物（エビ、甲殻類等）の鮮度の判定を可能にする。インドールは事実上、製品の細菌量、及びそれ故、それらの分解の進行状況を示す間接的要因であると考えることができる。この同じ分野において、インドールの検出は、肉、別段、豚肉又はラムの市場売買にとっても重要である。実際、肉は時として、調理時に強い不快感を覚える臭いを有することがあり、それらの摂取を妨げることがある。この臭いは脂肪組織に蓄積したインドール及びスカトールに由来するものであり、この臭いは、調理温度が上昇するときに感知される。また、乳汁又は肉におけるインドール及びスカトールの複合検出は、家畜飼料（草、濃縮飼料）の種類をたどるための方式として使用することができる。加えて、家畜飼料中の高インドール含有量が肺気腫の誘発要因であり得ることも研究により示されている。
【０００５】
獣医学的スクリーニング分野において、ウシの乳汁中の大量のインドールがあることは、対象となっているウシが乳房炎に罹患しているという十分な証拠である（特許文献１）。
【０００６】
また、インドールは、ハムシである根切り虫及びカブトムシ等の幾つかの昆虫のフェロモンにより生成される臭いと同一の誘因臭として、幾つかの殺虫剤に使用される有効化合物である。したがって、インドールの検出は、噴霧した防虫剤の量をモニタリングする方法として、また保健衛生調査及び環境調査の一環として使用することができるものでなければならない。また、環境管理分野、及びとりわけ、集約農業、化粧品産業又は化学産業に由来する廃水の品質において、インドールは水生生物に極めて有毒であるため、インドールの含有量を判定することが重要である。
【０００７】
保健衛生調査分野において、インドール及びスカトールの検出は、幾つかの種類の真菌ヒグロスフォルス・パウペルティヌス（H.  paupertinus）、トリコローマ・ブフォニウム（Tricholoma  bufonium）、トリコローマ・イナモエヌム（T.  inamoenum）、トリコローマ・ラスシウム（T.  lascivum）、ニオイキシメジ（T.  sulphureum）、アシベニイグチ（Boletus  calopus）等）の存在を立証するのに関与する可能性がある（非特許文献１）。これによって、例えば食用種又は有毒種の分類、肺疾患及びアレルギーの原因である室内空気中のカビの検出、又は更に、インドール及びスカトールは、モツァレラ、エメンタールチーズ、エルヴチーズ又はリンブルガーチーズ等のチーズ中に存在するため、チーズ製造にかかる熟成試験が可能となると考えられる（非特許文献２）。
【０００８】
最後に、香料、化粧品及びフレーバー分野では、インドールが芳香成分（花、ジャスミンの香り）として非常に低濃度で使用されている。
【０００９】
以上から、インドール化合物、並びにとりわけインドール及びスカトールの検出及び任意の定量化を数多くの分野に適用することができることは明白である。
【００１０】
現行の技術水準において、主に液相中のインドール誘導体の解析には、比色法が既に知られており、また専らインドール誘導体の気相における識別及び定量化専用であるが、試料の精製及び調製の面倒な工程を要する、計器による方法も知られている。
【００１１】
比色法に関しては、多くの場合、インドール、スカトール、トリプトファン及び他の誘導体の検出のための高感度試薬として、ｐ−ジメチルアミノベンズアルデヒド（ＤＭＡＢＡ又はＤＡＢ）及びｐ−ジメチルアミノシンナムアルデヒド（ＤＭＡＣＡ）が利用される（非特許文献３〜５）。近年、アルデヒド官能基を含有する新たな比色化合物であるｐ−メトキシベンズアルデヒド（ＭＯＢ）及び４−メトキシ−１−ナフトアルデヒド（naphtaldehyde）（ＭＯＮ）が、インドールの検出に提案されている（非特許文献６）。あまり使用しないが、クロコン酸もインドールの検出のための試薬である。種々の化合物の分子構造を以下のスキーム１に示す。
【化１】
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【００１２】
主要な問題の１つは、インドール、スカトール又はトリプトファンを選択的にアッセイするとともに、同じ溶液中に多くの場合存在する潜在的な干渉化合物からこれらの構成成分の各々の違いを判別する能力である。インドールの誘導体は事実上、側鎖のタイプによって異なるに過ぎない（スキーム２を参照）。
【化２】
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【００１３】
Volkl及びQuadbeckは、クロコン酸を使用して、約６０％の濃硫酸を含有する水溶液中のインドール及びその誘導体の存在を立証している（非特許文献７）。この論文によれば、インドールとの反応生成物は、吸光係数ε＝１．７×１０５Ｌ・ｍｏｌ−１・ｃｍ−１を伴い４９５ｎｍで吸収し、スカトールの生成物は、吸光係数ε＝１．８×１０４Ｌ・ｍｏｌ−１・ｃｍ−１を伴い５２０ｎｍで吸収し、トリプトファンの生成物は４６７ｎｍで吸収する（吸光係数は未決定）。したがって、１×１０−６ｍｏｌ・Ｌ−１及び１×１０−５ｍｏｌ・Ｌ−１の桁のそれぞれの検出限界で、インドール及びスカトールを定量的にアッセイすることが可能である。また、これらの高い吸光係数は、インドール及びスカトールそれぞれについて、２桁、すなわち１×１０−４ｍｏｌ・Ｌ−１及び１×１０−３ｍｏｌ・Ｌ−１にわたる動的測定範囲を制限するものであることに留意されたい。著者により言及される他の推定干渉化合物は、反応生成物がインドール及びスカトールのものと同じ桁の分子吸光係数を有する、２−メチルインドール（５２０ｎｍにおける最大吸収）及びＮ−メチルインドール（４９５ｎｍにおける最大吸収）である。
【００１４】
Ｅｈｒｌｉｃｈ試薬及びＫｏｖａｃ試薬は、アルコール溶液中に希釈したＤＭＡＢＡから調製され、それに１０体積％〜２０体積％の濃塩酸を添加する。インドールと合わせたこれらの試薬は、最大吸収が５６３ｎｍにおいてである（非特許文献５）濃いピンク色の生成物をもたらす（非特許文献３、４）。３−インドールメチルプロピオン酸、３−インドールプロピオン酸及び３−インドール酪酸と合わせると、それらは、キシレンによる抽出後の溶液中に青と赤の中間色の生成物（５７５ｎｍ）をもたらし（非特許文献３）、試薬を数滴垂らした１片の樹脂を含有するアッセイすべき溶液を２分間加熱した後には赤紫色の生成物をもたらす（非特許文献８）。また、ＤＭＡＢＡは、スカトール及びトリプトファンとも反応を生じる。スカトールとの反応化合物は急速に形成され、青紫色を有する（λ＝５７８ｎｍ）。反対に、トリプトファンとの反応により形成される化合物は黄色であり（λ＝４６０ｎｍ）、非常にゆっくりと発色し（最大２４時間）、着色はインドール及びスカトールの生成物によりもたらされるものと比べてあまり濃くない。
【００１５】
ＤＭＡＣＡも、ＤＭＡＢＡについて記載したものと類似の条件下で、インドール及びその誘導体の検出に使用される。ＤＭＡＣＡはインドールと合わせると青緑色の生成物（λｍａｘ＝６４０ｎｍ）をもたらし（非特許文献４）、大量のトリプトファン（２．５ｍｇ・ｍＬ−１超）、インドール酢酸及びスカトールと合わせると赤紫色の生成物（λ＝５６２ｎｍ）をもたらす（非特許文献９）。
【００１６】
研究は全て、ＤＭＡＣＡを用いて行った試験の方がＤＭＡＢＡとの反応に基づくものよりも高感度であるという点で意見が一致している。液相中の反応に基づくこれらの技法の主な利点は、濃度を決定するために、それらが試薬と接触し、発色を待ち、かつＵＶ可視吸収スペクトル又は比色測定結果を得ることを伴うため、これらの試験を容易に実施できることである。しかしながら、これらの技法は幾つかの弱点を有する。ＤＭＡＣＡ、クロコン酸又はＤＭＡＢＡをベースとする試薬は経時的に安定でなく、したがって、光の当たらない涼しい場所で保管しなければならない新たな試薬溶液を少なくとも毎月調製することを必要とする。発色は経時的に変化し得るため、各々の解析前に新たな基準範囲を作成し、試験と読取りとの間の既定時間を守る必要がある。比色法の使用は、試験すべき溶液が既に着色していれば（生物学的解析でしばしば見られる事例）不可能であり、これにより、多くの場合、溶媒（キシレン、クロロホルム）を用いたインドール誘導体の抽出工程が要される。結論として、種々の製剤及びプローブ分子が使用されているにもかかわらず、別段、インドール誘導体についての１００％の選択性を有する試験を得ることを可能にする、すなわち、異なる化合物の違いの十分な判別を実現することができる配合を見出す研究は成し遂げられていない。
【００１７】
他の検出技法は、溶液中の検体とともに、基体上に吸着させた試薬を使用することからなる。Vrackoの方法は、インドールの誘導体を含有する液状媒質を、ＤＭＡＢＡと塩酸とを含有する吸収性材料のストリップと接触させることからなる（非特許文献１０）。本試験は、ペーパーと試験すべき液体との間の接触表面上に濃いピンク色の着色が生じれば陽性である。本試験の変形形態として、塩酸をシュウ酸に置き換えることができる。
【００１８】
これらの試験は、定量解析を行うことを意図したものではなく、それらは、インドールの有無の検出を可能にするに過ぎない。これらのタイプのストリップは市販されているが（Sigma-Aldrich）、消費期限は短く、保管に関する非常に厳しい条件が使用者に与えられる。キットが依然として有効であると確認するために、供給業者は、インドール産生細菌及び非インドール産生細菌を用いた予備試験、又はインドール希釈溶液を直接用いた予備試験のいずれかを実施することを推奨している。
【００１９】
最後に、他の検出技法は、気相中の検体と合わせて、基体上に吸着させた試薬を使用することからなる。例えば、Kohno他による研究は、気相中におけるインドールの比色検出に関わるものである（非特許文献１１）。Kohno他は、ＤＭＡＢＡを含有するＮａｆｉｏｎフィルムをポリエステルシート上に堆積させた。インドール蒸気に曝した後、フィルムの吸収スペクトルは二重項吸収バンド（５３５ｎｍ及び５８０ｎｍ）を示し、フィルムは紫色を呈する。続いてフィルムを６％の過酸化水素溶液中に浸漬させると、濃いピンクと紫の中間色を呈し、生成物の吸収バンドはＵＶ範囲（４８０ｎｍ及び５３５ｎｍ）へと移行する。最後に、フィルムを水で濯いで乾燥空気で乾燥させると、スペクトルは再び、５１０ｎｍを中心とする濃いバンドのみを示すように変化し、このとき、フィルムの色はマゼンタである。この色は少なくとも２時間安定である。著者は、干渉化合物が、２−メチルインドール及び１−メチルインドール並びにピロールとともに幾らか現れ、インドールによる生成物のものと類似するスペクトルを有する生成物をもたらすとしている。他方、スカトール、ピリジン、チオフェン及びケトンは全く干渉しない。脂肪酸アミン、アニリン及びフランは、インドールの生成物と容易に見分けることができる黄色の生成物をもたらす。この技法の検出限界は、３０％より高い相対湿度の空気中で２ｐｐｍ程度のインドールとなる。３つのプロセス工程の全所要時間はおよそ５０分である。濃度の増大に対するセンサの応答は、０ｐｐｍＶ〜１５ｐｐｍＶで線形でなく、むしろ放物線状である。センサの感度は、３０％より高い相対湿度値で比較的一定であるが、２０％より低い相対湿度値で激的に低下する。
【００２０】
Mac  Donaldに対する特許文献２は、固体基体上に吸着させた試薬ＤＭＡＣＡによるインドールの気相検出について言及している。記載される様々な基体は、吸着紙、布、プラスチックフィルム、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛の微孔フィルム（他に指定なし）、及び粉末形態のシリカのナノ粒子である。本事例の目的は、細菌を識別するためにインドールの存在を検出することであるが、気相中のインドール含有量の定量的測定は含まれていない。加えて、干渉化合物に関する研究は言及されていない。
【００２１】
インドールを検出するための従来の技法のいずれも、低コストの迅速で選択的かつ高感度の実用的な解析のための基準を満たすことができない。これまでに引用した技法は各々、利点及び不利点を有するが、全ての基準を同時に満たすものはない。加えて、技法のいずれも、同じ機器を用いた気相又は液相における解析を可能としない。
【００２２】
したがって、少なくともインドールに対して選択的で、また携帯用（１ｋｇ未満）であり、特別な訓練を何ら行うことなく使用することができ、精度の高い結果を示し、先行する事前濃縮を伴うことなく１×１０−６ｍｏｌ・Ｌ−１程度の最小検出限界を有することを可能とし、迅速な結果（１５分未満）をもたらし、かつ、試料の調製を要することなく出来るだけ幅広い検出範囲（少なくとも３桁）を網羅することを可能とするセンサに関する真の需要が存在する。加えて、このセンサは、固体試料又は半固体試料との接触によるものであっても、気相又は液相における解析について差別することなく使用することができるものでなければならない。最後に、このセンサの応答は、経時的に安定なものでなければならず、その保管時間に応じて応答のばらつきを示すものであってはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００６−２５８８０３号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／１０７３７０号
【非特許文献】
【００２４】
【非特許文献１】論文  Woodら,  2003,  Mycologica,  vol.  95(5),  頁807-808.
【非特許文献２】論文  CurioniおよびBosset,  2002,  International  Dairy  Journal,  vol.  12,  頁959-984.
【非特許文献３】論文  LombardおよびDowell,  1983,  Journal  of  Clinical  Microbiology,  vol.  18(3),  頁609-613.
【非特許文献４】論文  MillerおよびWright,  1982,  Journal  of  Clinical  Microbiology,  vol.  15(4),  頁589-592.
【非特許文献５】論文  Turner,  1961,  Biochemical  Journal,  vol.  78,  頁790-792.
【非特許文献６】論文  Kohnoら,  2009,  Analytical  Sciences,  vol.  25,  頁129-132.
【非特許文献７】論文  VolklおよびQuadbeck,  1973,  Arztl.  Lab.,  vol.  19,  頁535-536.
【非特許文献８】論文  QureshiおよびQureshi,  Analytical  Chemistry,  vol.  38(13),  頁1956-1958.
【非特許文献９】論文  DurkeeおよびStirbois,  Journal  of  Chromatology,  vol.  13,  頁173-180.
【非特許文献１０】論文  VrackoおよびSherris,  1963,  American  Journal  of  Clinical  Pathology,  vol.  39,  頁429-432.
【非特許文献１１】論文  Kohnoら,  2007,  Chemistry  Letters,  vol.  36(1),  頁98-99.
【発明の概要】
【００２５】
本発明によって、これまでに挙げた技術的問題を解決するとともに、従来技術の方法及び機器の不利点を克服することが可能となる。
【００２６】
実際、本発明者らは、研究を通じて、気相及び／又は液相中で、並びに、脂肪組織等のヒト組織又は動物組織との接触によってでさえも、インドール及びインドール誘導体のために使用することができるが、以下に挙げた他の化学物質（chemical  compounds）にも使用することができ、またリアルタイムの捕捉、検出及び任意に定量化を可能にする、携帯用で、取り扱い易い、使い捨ての、比色型の化学物質検出器を設計した。
【００２７】
加えて、本発明の化学物質検出器は、１つ又は複数のプローブ分子を含む固体形態、とりわけ、多孔性ゾルゲル材料の形態であり、試料が液体であれば試料を除いて液体の取扱いを要しない。本発明の検出器のこの特徴は保管を改善させる。本発明の検出器は、使用前に最低６ヶ月間有効に保管することができるのに対し、従来技術における液体試薬溶液型の検出器は、解析時に調製しなければならない。
【００２８】
同様に、本発明の検出器は、解析すべき溶液の１０μＬ〜２０μＬの試料採取しか要しないのに対し、液体試薬を用いた現行の技術水準の方法では１ｍＬ〜５ｍＬの試料が必要とされる。
【００２９】
したがって、本発明は、クロコン酸と、ｐ−ジメチルアミノベンズアルデヒド（ＤＭＡＢＡ）、ｐ−ジメチルアミノシンナムアルデヒド（ＤＭＡＣＡ）、ｐ−メトキシベンズアルデヒド（ＭＯＢ）及び４−メトキシ−１−ナフトアルデヒド（ＭＯＮ）からなる、アルデヒド官能基を有するプローブ分子の群とからなる群から選ばれる少なくとも１つのプローブ分子を含む多孔性ゾルゲル材料に関わるものである。
【００３０】
「ゾルゲル材料」とは、前駆体として、同じか又は異なる、式Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｒ’）ｍ（式中、Ｍはシリコン等の金属であり、Ｒ及びＲ’はアルキル基であり、ｍ及びｎは、ｍ＋ｎ＝４、２≦ｎ≦４及び０≦ｍ≦２である整数である）の金属アルコキシドを使用することにあるゾルゲルプロセスを用いて得られる材料を意味する。ゾルゲル材料は概して、好ましくは水混和性で穏やかな条件下で蒸発可能であり、前駆体が可溶性である溶媒中で調製される。シリコンアルコキシドに関しては、メタノール、エタノール等のアルコール；ジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン等のエーテル；クロロホルム、ＣＨ２Ｃｌ２、Ｃ２Ｈ５Ｃｌ２等の塩化溶媒；又はＣＨ３ＣＮ、アセトン、メチルエチルケトン若しくはジエチレンジオキシド等の他の非プロトン性溶媒；又は酢酸、ホルムアミド等のプロトン性溶媒について特に言及することができる。水の存在下で、アルコキシド基（−ＯＲ）の加水分解が起こり、これらがシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）に変換され、これは凝縮してシロキサン基（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を形成する。一般に、１ナノメートルより小さいサイズの小粒子がその後形成される。それらは、凝集し、液体中、浮遊状態で空孔クラスタを形成する。これがゾルである。重縮合が経時的に続くと、また続く場合には、それがゲルとなるまでゾルの粘度が増大し、ゾルがゲルになる。固体ゾルゲル材料はゲルを乾燥させることによって得られる。この工程中に、残りの格子間の溶媒が、形成された高分子網目構造から抜け出て蒸発し、これにより、材料の収縮が起こる。ゾルの占める体積に比べて体積が小さい最終材料が得られる。ゾルゲルは、異なる形態であってもよく、例えば、それは、特異的な形状をもたらすようにモールド内に調製されてもよく、又は膜形態で、別段、スピンコーティング又は浸漬コーティングによって（１μｍ未満の厚みを有する膜）、又は噴霧によって（１μｍを超える厚みを有する膜）、調製されてもよい。
【００３１】
ゾルゲル材料の多孔度によって孔径に関連して名称が決定され、実際、国際純正・応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）により設定される規則に従って、材料中の細孔の平均直径に応じて、ミクロ細孔（２０Å未満）、メソ細孔（２０Å〜５００Å）及びマクロ細孔（５００Å超）の間の区別を行うことができる。本発明で使用されるゾルゲル材料は、多孔性、及び別段、メソ多孔性である。有益には、この材料が、１０オングストローム〜１００オングストローム、特に１５オングストローム〜８０オングストローム、とりわけ２０オングストローム〜７０オングストロームの範囲の孔径分布、及び２００ｍ２・ｇ−１〜８００ｍ２・ｇ−１、別段、３００ｍ２・ｇ−１〜７００ｍ２・ｇ−１、とりわけ４００ｍ２・ｇ−１〜６００ｍ２・ｇ−１の比表面積を有する。
【００３２】
本発明に使用されるゾルゲル材料は有益には、１より小さい固有のｐＨ、別段、０より小さい固有のｐＨ（すなわち負のｐＨ）を有する。ゾルゲル材料内の固有のｐＨは、染色試薬を用いて、別段、チモールブルーにより測定することができる。
【００３３】
本発明で使用されるゾルゲル材料は、１つ〜４つのアルコキシシラン前駆体から本質的に調製され、１つ〜４つのアルコキシシラン前駆体の加水分解から本質的に得られる。したがって、本発明で使用されるゾルゲル材料は、１つ〜４つのアルコキシシラン前駆体の加水分解に由来する単位から本質的に形成される。ゾルゲル材料は、２つ又は３つ、特に２つの異なるアルコキシシラン前駆体から本質的に調製することができる。変形形態として、ゾルゲル材料は、注目すべきはビシラン型の単一のアルコキシシラン前駆体から本質的に調製することができる。変形形態に関係なく、プローブ分子を含む最終ゾルゲル材料は一般に、８５重量％、別段、６０重量％〜８０重量％のアルコキシシラン誘導体を含有する。
【００３４】
Ｖ１として下記に表記される第１の変形形態では、本発明で使用されるゾルゲル材料が、
式Ｓｉ（ＯＲ１）４又はＲ２Ｓｉ（ＯＲ３）３（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一又は異なり、１個〜６個の炭素原子を有するアルキル基を表す）の少なくとも１つの第１のアルコキシシランと、
式Ｒ４Ｓｉ（ＯＲ５）３又は（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３（式中、Ｒ４は、１個〜６個の炭素原子を有する置換アルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、同じ又は異なり、１個〜６個の炭素原子を有するアルキル基を表す）の少なくとも１つの第２のアルコキシシランと、
から本質的に調製される。
【００３５】
有益には、変形形態Ｖ１において、第１のアルコキシシラン（複数も可）／第２のアルコキシシラン（複数も可）のモル比が、１：０．０１〜１：１、注目すべきは１：０．０２〜１：０．８０、別段、１：０．０３〜１：０．５０である。
【００３６】
ラジカルＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７について、１個〜６個の炭素原子を有するアルキル基とは、１個〜６個の炭素原子、別段、１個〜４個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を意味する。
【００３７】
Ｒ４ラジカルについて、１個〜６個の炭素原子を有する置換アルキル基とは、１個〜６個の炭素原子、別段、１個〜４個の炭素原子を有する、直鎖状又は分岐鎖状の置換アルキル基を意味する。上記Ｒ４基は、フッ素又は塩素等のハロゲン、−ＮＨ２ラジカル、−ＮＨＲ８ラジカル（式中、Ｒ８は、これまでに規定したような、１個〜６個の炭素原子を有するアルキル基である）、−ＣＯＯＨラジカル、−ＣＯＯＲ９ラジカル（式中、Ｒ９は、これまでに規定したような、１個〜６個の炭素原子を有するアルキル基である）からなる群から選ばれる要素による、同一又は異なる、１つ又は複数の置換を有する。
【００３８】
本発明で使用することができる第１のアルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ、Ｓｉ（ＯＣＨ３）４）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラプロポキシシラン（ＴＰＯＳ、Ｓｉ（ＯＣ３Ｈ７）４）、テトラブトキシシラン（ＴＢＯＳ、Ｓｉ（ＯＣ４Ｈ９）４）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＯＳ、（ＣＨ３）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、エチルトリメトキシシラン（ＥＴＭＯＳ、（Ｃ２Ｈ５）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、プロピルトリメトキシシラン（ＰＴＭＯＳ、（Ｃ３Ｈ７）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＯＳ、（ＣＨ３）Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、エチルトリエトキシシラン（ＥＴＥＯＳ、（Ｃ２Ｈ５）Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、及びプロピルトリエトキシシラン（ＰＴＥＯＳ、（Ｃ３Ｈ７）Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、並びにそれらの混合物について言及することができる。有益には、本発明で使用される第１のアルコキシシランがＴＭＯＳである。
【００３９】
本発明の下、第２のアルコキシシラン前駆体は、種々の置換基の使用により、ゾルゲル材料の孔径を変更、別段、増大させる。本発明で使用することができる第２のアルコキシシランとしては、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ、Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＮＨ２）（ＯＣ２Ｈ５）３）、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＰＴＭＳ、Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＮＨ２）（ＯＣＨ３）３）、（３−（メチルアミノ）プロピル）トリメトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＮＨＣＨ３）（ＯＣＨ３）３）、３−カルボキシプロピルトリエトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＣＯ２Ｈ）（ＯＣ２Ｈ５）３）、３−カルボキシプロピルトリメトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ３Ｈ６ＣＯ２Ｈ）（ＯＣＨ３）３）、１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン（（ＯＣ２Ｈ５）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、１，２−ビス（トリメトキシシリル）エタン（（ＯＣＨ３）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、（３，３，３−トリクロロプロピル）トリエトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５ＣＣｌ３）（ＯＣ２Ｈ５）３）及び３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン（Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５ＣＦ３）（ＯＣＨ３）３）、並びにそれらの混合物について言及することができる。有益には、本発明に使用される第２のアルコキシシランがＡＰＴＥＳである。
【００４０】
したがって、本発明で使用される特定のゾルゲル材料は、１：０．０１〜１：１、注目すべきは１：０．０２〜１：０．８０、別段、１：０．０３〜１：０．５０のモル比で、ＴＭＯＳ及びＡＰＴＥＳから本質的に調製される。とりわけ、ＴＭＯＳ／ＡＰＴＥＳのモル比は１：０．０４であるが、１：０．３まで増大してもよい。したがって、本発明のゾルゲル材料は、このような割合のＴＭＯＳ及びＡＰＴＥＳの単位を含む。
【００４１】
Ｖ２として下記に表記される第２の変形形態では、本発明で使用されるゾルゲル材料が、これまでに規定したような、式（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３の少なくとも１つのアルコキシシランから本質的に調製される。
【００４２】
Ｖ３として下記に表記される第３の変形形態では、本発明で使用されるゾルゲル材料が、
これまでに規定したような、式（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３の少なくとも１つの第１のアルコキシシランと、
これまでに規定したような、式Ｓｉ（ＯＲ１）４、Ｒ２Ｓｉ（ＯＲ３）３又はＲ４Ｓｉ（ＯＲ５）３の少なくとも１つの第２のアルコキシシランと、
から本質的に調製される。
【００４３】
有益には、変形形態Ｖ３において、第１のアルコキシシラン（複数も可）／第２のアルコキシシラン（複数も可）のモル比が、１：１〜１：１００、別段、１：１．２５〜１：５０、とりわけ１：２〜１：３３である。
【００４４】
本発明に使用されるプローブ分子、すなわち、クロコン酸、並びにＤＭＡＢＡ、ＤＭＡＣＡ、ＭＯＢ、ＭＯＮ、及びそれらの混合物である、アルデヒド官能基を有するプローブ分子の中から選ばれるものは、ゾルゲル材料の細孔の表面上に位置する。プローブ分子は、ゾルゲル材料の細孔の表面上に吸着し、かつ／又は、非共有結合（水素結合又はイオン結合）を介してかつ／又は共有結合によりこの表面に結合することができる。一般に、プローブ分子は材料の体積全体に分布する。
【００４５】
プローブ分子の重量百分率は有益には、多孔性ゾルゲル材料の総重量に対して、０．０１％〜３０％、別段、０．１％〜２０％、とりわけ１％〜１０％である。
【００４６】
多孔性ゾルゲル材料は付加的に、構造化化合物、例えば、アイオノマー、別段、酸官能基を有するエチレンに由来のフッ化有機ポリマー、例えばナフィオン（商標）等の有機ポリマー、また一般に中性である界面活性剤を含有していてもよい。
【００４７】
また、本発明は、これまでに規定したような少なくとも１つのプローブ分子を含む本発明による多孔性ゾルゲル材料を製造する方法に関わるものである。
【００４８】
種々の製造方法を本発明では想定することができる。プローブ分子（複数も可）は、従来のゾルゲルプロセスを用いたゾルゲル材料の製造後にこの材料中に組み込むことができる。
【００４９】
この組込みは、（部分真空下又は気体を循環させることによって）気体状のプローブ分子を材料と直接接触させることによる、気体経路による拡散、又は、溶解若しくは希釈したプローブ分子を含有する溶液（水性又は溶媒）中に材料を直接入れることによる、液体経路による拡散を用いてなすことができる。
【００５０】
また、この組込みは、材料とプローブ分子との間に共有結合を作ることである、官能化又はポストドーピングによってなすことができる。この目的のために、材料の表面を官能化してプローブ分子とのその適合性を改善させるか、又はこのプローブ分子を官能化することが有益である。
【００５１】
好ましい変形形態として、本発明による製造方法は、ゾルを調製する際にプローブ分子を直接添加すること（「ワンポット」法）にあり、これによって、シリカ網目構造内におけるプローブ分子の直接的な封入がもたらされ、本発明のゾルゲル材料中におけるプローブ分子のより良好な分布が得られるようになる。プローブ分子の溶解は、ゾルを調製するのに使用される、溶媒中（以下の工程（ａ１）又は工程（ａ２））又は水中（以下の工程（ｃ１）又は工程（ｃ２））のいずれにおいても行うことができる。好ましい選択は、プローブ分子を、それが最も可溶性となるか又は最も混和性である媒体中に溶解させることである。
【００５２】
本発明の変形形態（Ｖ１）によれば、材料を製造する方法は、以下の連続工程：
ａ１）これまでに規定したような、式Ｓｉ（ＯＲ１）４又はＲ２Ｓｉ（ＯＲ３）３の少なくとも１つの第１のアルコキシシランを、溶媒、並びにクロコン酸、ＤＭＡＢＡ、ＤＭＡＣＡ、ＭＯＢ及びＭＯＮからなる群から選ばれる少なくとも１つのプローブ分子と混合する工程と、
ｂ１）工程（ａ１）の前記混合物に、これまでに規定したような、式Ｒ４Ｓｉ（ＯＲ５）３又は（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３の少なくとも１つの第２のアルコキシシランを添加する工程と、
ｃ１）工程（ｂ１）の前記混合物に、水を添加した後、酸を添加する工程と、
ｄ１）工程（ｃ１）後に得られるゾルを成形して、本発明による少なくとも１つのプローブ分子を含有する前記ゾルゲル材料を得る工程と、
を含む。
【００５３】
本発明の変形形態（Ｖ２）及び（Ｖ３）に従う材料を製造する方法は、以下の連続工程：
ａ２）これまでに規定したような、式（Ｒ６Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ（ＯＲ７）３の少なくとも１つの第１のアルコキシシランを、溶媒、並びにクロコン酸、ＤＭＡＢＡ、ＤＭＡＣＡ、ＭＯＢ及びＭＯＮからなる群から選ばれる少なくとも１つのプローブ分子と混合する工程と、
ｂ２）任意に、工程（ａ２）の前記混合物に、これまでに規定したような、式Ｓｉ（ＯＲ１）４、Ｒ２Ｓｉ（ＯＲ３）３又はＲ４Ｓｉ（ＯＲ５）３の少なくとも１つの第２のアルコキシシランを添加する工程と、
ｃ２）工程（ａ２）の前記混合物又は任意に工程（ｂ２）の前記混合物に、水を添加した後、酸を添加する工程と、
ｄ２）工程（ｃ２）後に得られるゾルを成形して、本発明による少なくとも１つのプローブ分子を含有する前記ゾルゲル材料を得る工程と、
を含む。
【００５４】
本発明に使用されるプローブ分子は、工程（ａ１）又は工程（ａ２）における混合時又はこの工程に先立って、別段、この工程中に使用される溶媒中に溶解することができる。有益には、プローブ分子／溶媒の混合物を、１分〜３０分、注目すべきは特に５分〜２０分、別段、約１０分（１０分±２分）の時間、超音波浴内に入れることによって、プローブ分子が溶媒中に溶解され、均質混合物が得られる。溶媒中のプローブ分子の濃度は、検出器の要求に関連して変化する場合があり、溶媒中で飽和に達することもある。
【００５５】
工程（ａ１）又は工程（ａ２）で使用される溶媒は、第一にプローブ分子（複数も可）を溶解し、第二に前駆体と水との間の混和性を増大させることが意図される。この溶媒は有益には、メタノール、エタノール、プロパノール又はブタノール等のアルコール、アセトン、ホルムアミド、メチルエチルケトン、クロロホルム、ジクロロメタン、酢酸、及びそれらの混合物からなる群から選ばれる。有益には、この溶媒はメタノール及び／又はエタノールである。
【００５６】
本発明の方法の工程（ａ１）又は工程（ａ２）は、とりわけ、撹拌機、磁気撹拌機、磁気撹拌子、超音波浴又はホモジナイザを用いて、第１のアルコキシシラン（複数も可）、溶媒及びプローブ分子（複数も可）を混合した結果、均質混合物を得ることにある。工程（ａ１）又は工程（ａ２）における混合は、−４５℃〜＋３０℃、注目すべきは−３５℃〜＋１０℃、別段、−２５℃〜０℃の温度、とりわけ−１５℃程度（すなわち−１５℃±５℃）の温度で、３０秒〜１５分、注目すべきは６０秒〜１０分、別段、９０秒〜５分、とりわけ約２分（すなわち２分±３０秒）の時間、実行することができる。
【００５７】
有益には、本発明による方法の工程（ｂ１）又は工程（ｂ２）では、適切な量の第２のアルコキシシラン（複数も可）を、工程（ａ）の混合物に添加した後、得られる混合物を、撹拌機、磁気撹拌機、磁気撹拌子、超音波浴又はホモジナイザを用いて撹拌した結果、均質混合物が得られる。工程（ｂ１）又は工程（ｂ２）、及び別段、工程（ｂ１）又は工程（ｂ２）における混合は、−４５℃〜＋３０℃、注目すべきは−３５℃〜＋１０℃の温度、別段−２５℃〜０℃で、とりわけ−１５℃程度（すなわち−１５℃±５℃）の温度で、３０秒〜１５分、注目すべきは６０秒〜１０分、別段、９０秒〜５分、とりわけ約２分（すなわち２分±３０秒）の時間、行うことができる。
【００５８】
本発明による方法の工程（ｃ１）又は工程（ｃ２）は、工程（ｂ１）又は工程（ｂ２）の混合物に初めに水を添加し、このようにして得られる混合物を撹拌し、その後、毎分６ｍＬ〜毎分１０ｍＬの速度で、強酸等の酸を徐々に添加することにある。工程（ｃ１）又は工程（ｃ２）における撹拌は、撹拌機、磁気撹拌機、磁気撹拌子、超音波浴又はホモジナイザを用いて、５秒〜５分、注目すべきは１０秒〜１分、別段、２０秒〜４５秒、とりわけ約３０秒（すなわち３０秒±５秒）の時間、実施される。工程（ｃ１）又は工程（ｃ２）は、−４５℃〜＋３０℃、注目すべきは−３５℃〜＋１０℃、別段、−２５℃〜０℃の温度、とりわけ−１５℃程度（すなわち−１５℃±５℃）の温度で実施することができる。工程（ｃ１）又は工程（ｃ２）で添加される水は有益には、超純水、例えば、蒸留水又は脱イオン水である。
【００５９】
工程（ｃ１）又は工程（ｃ２）で使用される酸は、プローブ分子をそれらの最も反応性の形態に至らせることが意図され、付加的に、それは、シリコン前駆体の加水分解反応及び／又は重縮合反応用の触媒として使用される。この酸は、有機酸、例えば、シュウ酸、ピクリン酸、メタンスルホン酸、ｎ−プロパンスルホン酸、トリクロロ酢酸（trichloracetic  acid）、トリフルオロ酢酸等；無機酸、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、ヨウ素酸、チオ硫酸、スルファミド酸等；酸無水物、例えば、気体塩酸、無水マレイン酸、無水コハク酸等；及び、それらの混合物からなる群から選ばれる。有益には、工程（ｃ１）又は工程（ｃ２）で使用される酸は、塩酸、別段、３７％の塩酸、及び／又はシュウ酸である。特定の一実施の形態によれば、マトリックス内のｐＨが１未満、好ましくは０未満となるように、酸を添加する。酸のモル濃度は、工程（ｃ１）又は工程（ｃ２）で得られるゾル中で、２Ｍに等しいか又はそれより大きく、別段、４Ｍに等しいか又はそれより大きく、有益には６Ｍ程度（すなわち６Ｍ±１Ｍ）である。
【００６０】
本発明による方法において、（第１及び任意の第２の）アルコキシシラン／溶媒／水のモル比が有益には、１：２：４〜１：２０：１０、注目すべきは１：４：４〜１：１０：６であり、別段それが１：５：４である。酸の添加は変動し、有益には少なくとも、使用されるプローブ分子（複数も可）の量に等しく、典型的にはゾル中で８ｍｏｌ・Ｌ−１の濃度に達し得る。濃酸の使用は、期待した結果を得るために推奨される。実際、モル数が同様の希酸の添加は、ゾルゲルの特性を変えるとともに、結果の非再現性の一因になると考えられる。
【００６１】
第２のアルコキシシラン（複数も可）及び酸は、ゾルの初期ｐＨ条件を変え、ゲル化に触媒作用を及ぼす。したがって、本方法の工程（ｄ１）又は工程（ｄ２）における成形は、可能な限り迅速に実行し、ゾルを、−４５℃〜＋３０℃、注目すべきは−３５℃〜＋１０℃、別段、−２５℃〜０℃の温度、とりわけ−１５℃程度（すなわち−１５℃±５℃）の温度に可能な限り近い温度に保つ必要がある。有益には、本発明による方法の工程（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）及び（ｄ１）（又は（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）及び（ｄ２））は、同じ温度で行われる。本方法の工程（ｄ１）又は工程（ｄ２）における成形は、工程（ｃ１）又は工程（ｃ２）で得られる適切な量のゾルをモールド内に入れ、期待するゾルゲルのブロックを得ることにある。このモールドは、いずれの形状及びサイズを有していてもよい。有益には、それはポリスチレン又はポリプロピレン製である。例えば、モールドはマルチウェルプレートのウェルであってもよい。
【００６２】
本発明による方法の工程（ｄ１）又は工程（ｄ２）後で、ゾルがゲル化したら、溶媒及び残留酸を蒸発させるように、得られるゾルゲルブロックの乾燥を実行することも可能となる。ゾルゲル材料の乾燥は有益には、制御された温度において、乾燥した不活性ガス雰囲気（窒素、アルゴン、空気等）中で起こる。ゾルゲルのブロックの乾燥は、別段、通気性カバー、とりわけ多孔性フィルムを、モールドの表面上に据えた後、これらのモールドを周囲温度（すなわち２１℃±４℃）に置くか、又は１０℃〜６０℃、別段、２０℃〜４０℃に温度制御された封入容器に入れることによって実行することができる。乾燥は換気フードの下で行うことができる。乾燥雰囲気はまた、乾燥した純粋な不活性ガス（窒素：Ｕ品質−純度＜９９．５％、空気：ＦＩＤ  ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ品質等）であってもよい。完全な乾燥にかかる時間は、２時間〜１０日、別段、６時間〜５日で変動する。
【００６３】
乾燥が完了したら、本明細書中で「モノリス」又は「キセロゲル」とも称する、本発明のゾルゲル材料は、モールドから容易に取り外すことができ、また、密閉容器、例えば、気密密閉された、ガラス管又はポリテトラフルオロエチレン（例えばテフロン（登録商標））製の管内に保管することができる。より長期間の保管（６ヶ月超）では、乾燥ゾルゲル材料を＋４℃±４℃の冷蔵庫に保管することができる。さらに長期間の保管（１２ヶ月超）では、完全な乾燥前、別段、それらの直径がわずかに収縮したときに、ゾルゲル材料をモールドから取り外し、その後、封止ガラス管等の封止容器内で保管することができる。この場合、本発明のゾルゲル材料を検出器として使用する前に、使用者は、材料を数時間、注目すべきは１時間〜１０時間、別段、２時間〜５時間、典型的には３時間、外気、又は乾燥した純粋な不活性ガスの雰囲気（Ｕ品質の窒素、気相クロマトグラフィ用の工業用空気等）に置くことによって、材料の乾燥を完了させなければならない。モノリス又はキセロゲルの形態の本発明のゾルゲル材料は有益には、５μｍに等しいか又はそれよりも大きい、別段、５０μｍに等しいか又はそれよりも大きい、別段、２００μｍに等しいか又はそれよりも大きい、とりわけ１ｍｍ〜２ｍｍの厚みを有する。本発明のゾルゲル材料は、吸光度測定を可能とするのに十分に厚いものでなければならない。
【００６４】
本発明は、少なくとも１つの化学物質を捕捉及び／又は検出、並びに任意に定量化するための、本発明による、又は本発明による製造方法を使用して製造され得る、少なくとも１つのプローブ分子を含むゾルゲル材料の使用にも関する。
【００６５】
本発明で捕捉及び／又は検出及び／又は定量化することができる化学物質は有益には、インドール及びその誘導体、ウロビリノーゲン、ポルフォビリノーゲン、ピロール、第一級アミン、別段、芳香族第一級アミン、パラ−アミノ安息香酸、ヒドラジン、４−エトキシフェニル尿素（又はズルチン）、５−ニトロ−２−プロポキシアニリン（又はＰ−４０００）、尿素硝酸塩、ジピロン、並びにセロトニンの誘導体からなる群から選ばれる。
【００６６】
本発明中の「インドールの誘導体」又は「インドール誘導体」は有益には、下記式のインドール核を含む化合物である。
【化３】
2013510185.tif 000005
【００６７】
上記核は２位、３位、４位、５位、６位及び７位のいずれかに少なくとも１つの置換を有する。有益には、上記置換（複数も可）は、ハロゲン、任意に置換されたアルキル基、又は任意に置換されたヘテロアルキル基からなる群から選ばれる。
【００６８】
「任意に置換されたアルキル基」とは、１個〜６個の炭素原子、別段、１個〜４個の炭素原子、とりわけ１個又は２個の炭素原子を有する、任意に置換された、直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を意味する。「任意に置換されたヘテロアルキル基」とは、Ｏ、Ｎ、Ｓ又はＰからなる群から選ばれる１つ又は複数のヘテロ原子も有する、上記に規定されるような、任意に置換されたアルキル基を意味する。
【００６９】
「任意に置換された」とは、１つ又は複数の炭素原子上の、フッ素又は塩素等のハロゲン、−ＮＨ２ラジカル、−ＯＨラジカル、−ＮＨＲ８ラジカル（Ｒ８は、これまでに規定したような、１個〜６個の炭素原子を有するアルキル基を表す）、又は−ＣＯＯＨラジカルによって形成される群から選ばれる要素による、１つの置換、又は同一又は異なる幾つかの置換を意味する。有益には、インドール誘導体は、単一の置換、及び／又はインドール環の２位炭素又は３位炭素上の置換を有する。インドール誘導体の特定例として、スカトール、トリプトファン及びインドール３−酢酸、ヒドロキシインドールについて言及することができる。
【００７０】
また、インドール、及び「現行の技術水準」の節で説明したようなインドール誘導体に加えて、本発明に使用されるプローブ分子は、化合物の他のファミリーとのそれらの反応性能についても知られている。例えば、ウロビリノーゲンが尿又は糞便中に過剰量存在していることは、病状、例えば、黄疸、肝臓感染症、肝硬変、血腫等を示すのに対し、ポルフォビリノーゲンの尿中の存在は、ＤＭＡＢＡ及び酢酸ナトリウムの存在下で、赤色の化合物を形成し、個体がポルフィリン症に罹患していることを示す。
【００７１】
ＤＭＡＢＡと合わせたピロールは、別段、微生物学における応用を視野に入れて、５９０ｎｍ〜６１０ｎｍの吸収を有する青色／緑色の化合物を形成する。
【００７２】
ＤＭＡＢＡ及びＤＭＡＣＡと合わせた第一級アミンは、３８０ｎｍ〜４００ｎｍの吸収を有する黄色の化合物を形成し、最大感度は芳香族第一級アミンにより得られる。
【００７３】
パラ−アミノ安息香酸はＤＭＡＣＡと反応して、５５０ｎｍで吸収する赤色の化合物を形成する。ＤＭＡＢＡと合わせたヒドラジンは、４６０ｎｍで吸収する橙色の化合物をもたらす。この化合物の検出は原子力分野で役立つ。実際、ヒドラジンは、第一に、原子力発電所の一次回路及び二次回路用に、水中で防食剤として使用され、第二に、ＰＵＲＥＸ化学廃棄物の再処理方法（抽出によるプルトニウム及びウランの精錬）に使用されて、ウランとプルトニウムとを分離する。
【００７４】
合成甘味料である、４−エトキシフェニル尿素（又はズルチン）及び５−ニトロ−２−プロポキシアニリン（又はＰ−４０００）は、ＤＭＡＢＡと反応する。それらの検出及び任意の定量化は、甘味料、注目すべきは、ヒトにとって発癌性のおそれがある甘味料の品質管理が重要である農業食品産業において興味深いものである。
【００７５】
ＤＭＡＢＡ及びＤＭＡＣＡと合わせた尿素硝酸塩は、尿素硝酸塩が強酸の性質を有することから、酸を添加することを要することなくそれぞれ黄色及び赤色の生成物を形成する。この検出及び任意の定量化は、爆薬の検出の分野において特に興味深いものである。
【００７６】
ＤＭＡＣＡと合わせたジピロンは、酸媒体中で橙色の生成物を形成する。その検出及び任意の定量化は、鎮痛剤、鎮痙剤又は解熱剤の品質管理及び違反の検証について、医薬分野に応用することができる。
【００７７】
セロトニンの誘導体、例えば、フェルロイルセロトニン及びｐ−クマロイルセロトニンは、ＤＭＡＢＡと合わせて、６２５ｎｍにおける最大吸収を有する紫色の生成物を形成する。それらの検出及び定量化は、医療及び医薬分野において興味深いものである。実際、セロトニンは、それが神経伝達物質として作用する脳内、及び消化器系に見られる。それは、温度調節、摂食行動及び性行動、覚醒及び睡眠サイクル、痛覚、不安、運動制御、胎芽の発育等の機能の調整に関係している。加えて、最近の研究では、セロトニンの不均衡状態が突然死の５０％を占めることが示されている。
【００７８】
ＭＯＮ分子及びＭＯＢ分子は、分析化学にはほとんど使用されていないものの、殊に、毛染め及び香料用の数多くの組成物中に入っている。解析分野では、ＭＯＮの使用が、デヒドロゲナーゼアルコール及びデヒドロゲナーゼアルデヒドの酵素活性を測定するために提案されてきた。ＭＯＢは、除草剤に対する雑草の耐性を評価するため、これらの化合物の検出用の着色指示薬として提案されている。それは、核酸のアッセイ、又はメチルドーパ、ドーパミン、ノルアドレナリン等の交感神経作用アミンの検出にも使用される。
【００７９】
クロコン酸は、一緒になって５００ｎｍで吸収する着色錯体を形成するＦｅ３＋の特異的なアッセイに使用される。
【００８０】
したがって、本発明による、又は、本発明による方法を用いて調製することができる、これまでに規定したような少なくとも１つの化学物質を捕捉及び／又は検出、並びに任意に定量化する少なくとも１つのプローブ分子を含むゾルゲル材料は、生化学、微生物学の分野において、医療診断分野において、原子力分野において、品質管理分野において、農業食品分野において、獣医学、環境及び／若しくは保健衛生調査分野において、並びに／又は香料、化粧品及び／若しくはフレーバーの分野において使用することができる。
【００８１】
より詳細には、本発明は、
ｉ）これまでに規定したような少なくとも１つの化学物質を含有することができるフローを、これまでに規定したような、少なくとも１つのプローブ分子を含有する多孔性ゾルゲル材料と接触させる工程と、
ｉｉ）存在し得る前記化学物質（複数も可）を捕捉及び／又は検出、並びに任意に定量化する工程と、
を含む、これまでに規定したような少なくとも１つの化学物質を捕捉及び／又は検出、並びに任意に定量化する方法に関する。
【００８２】
工程（ｉ）で使用されるフローは、気体フロー又は液体フローであってもよい。
【００８３】
本発明で使用される気体フローは有益には、試料採取した外気（例えば、殺虫剤で処理した土地の上部から採取したもの）、又は化学分野、農業食品分野、医薬分野、化粧品分野又は原子力分野の工場から試料採取したものである。
【００８４】
本発明で使用される液体フローは有益には、体液；樹液、花蜜及び根滲出液等の植物液；食品マトリックス；水道水、河川、海又は湖の水、空気冷却塔からの水；別段、集約農業又は化学産業、医薬産業、化粧品産業又は原子力産業に由来する廃水；医薬品；化粧品；香料；土壌試料等、又はそれらの混合物からなる群から選ばれる。
【００８５】
注目すべきは、体液は、血液、例えば、全血又は抗凝固処理された全血、血清、血漿、リンパ液、唾液、唾、涙、汗、精液、尿、糞便、乳汁、脳脊髄液、間質液、骨髄から採取した液、粘液、又は気道、腸管又は尿生殖器管（genitor-urinary  tract）からの液、細胞抽出物、組織抽出物、及び器官抽出物からなる群から選ばれる。したがって、体液は、人体又は動物体によって自然に分泌されるか若しくは排出されるいずれの液、又は抽出、試料採取若しくは洗浄等の、当業者に既知の任意の技法を用いて、人体又は動物体から回収されるいずれの液であってもよい。人体又は動物体からのこれらの種々の液の回収工程及び単離工程は、本発明の方法を行う前に実施する。
【００８６】
種々の変形形態が、本発明による方法の工程（ｉ）における接触に使用することができる。例えば、本発明の材料を液体フロー中に浸漬させること、或る特定の体積の液体フローを上記材料上に堆積させること、上記材料を気体フローの存在下に置くこと（静的曝露）、又はフロー、別段、気体フローを上記材料上で循環させること（動的曝露）が可能である。
【００８７】
本発明の工程（ｉｉ）における検出は、注目すべきは光学測定、（注目すべきは水晶振動子を用いた）質量測定、又は（注目すべきはラブ波を用いた）音響測定によって実施することができる。有益には、この検出は、これまでに規定したような化学物質（複数も可）を含有するフローに本発明による材料を曝した際の、材料の吸光度、蛍光、ルミネセンス、質量又は共振周波数の変動を測定することによって実施される。検出が光学測定によって実施される場合、好ましくは選ばれる波長は、プローブ分子の、又はプローブ分子と検出された化学物質との間の相互作用又は反応によって形成される生成物の吸光度、蛍光又はルミネセンスが最大となる波長である。
【００８８】
既知の化学物質の較正されたフローから得られる測定値と比較して得られる測定値は、曝露フローに含まれる化学物質（複数も可）の量及び／又はタイプに関する直接的な情報をもたらす。
【００８９】
したがって、液体試料への本発明による材料の曝露は、目視観測又は写真観測、又はスキャナを介した観測を生じさせる可能性がある。この場合、既定範囲の濃度について較正において予め判定されたものとの発色の濃さの比較は、化学物質の濃度の大まかな判定を可能とする。細かく調整される定量的測定では、着色錯体の形成速度を判定するために、接触時間の関数である、一点における又は広いスペクトル範囲にわたる吸収の変動を測定することが必要である。この速度の値を、同様の条件下で標準範囲について得られるものと比較する。
【００９０】
最後に、本発明は、本発明による少なくとも１つのプローブ分子を含有する少なくとも１つの多孔性ゾルゲル材料を含む捕捉及び／又は検出システムに関わるものである。本発明による捕捉及び／又は検出システムは、気体フロー用のミリ流体システム（millifluidic  system）；光窓と、任意にミリ流体システム用の開口とが設けられる、任意に封止された曝露チャンバであって、内部に、本発明の多孔性ゾルゲル材料が据えられ、解析すべきフローと接触する、曝露チャンバ；本発明の多孔性ゾルゲル材料を保持するためのシステム；照射機器（ランプ、ＬＥＤ、レーザダイオード等）；任意に、解析用の光を視準するとともに焦点を結ぶための光学系；任意に、光ファイバ等の、光を送ることが可能な手段；並びに、検出器、例えば、分光器、ダイオードアレイ、発光ダイオード、フォトダイオード、干渉フィルタ、有益に冷却される光電子増倍管等からなる群から選ばれる少なくとも１つの要素を更に備える。
【００９１】
比色を用いた、捕捉、検出及び／又は定量化する方法に関して、使用される本発明の捕捉及び／又は検出システムは、ゾルゲル材料に加えて、単に、光窓が設けられる曝露チャンバ、例えば、平底で透明な９６マルチウェルプレート又は３８４マルチウェルプレートを備えていてもよい。本発明のゾルゲル材料をウェルの中心に置き、試験すべき適切な体積の溶液（５μＬ〜１００μＬ、注目すべきは１０μＬ〜５０μＬ、別段、２０μＬ）を、マイクロピペットを用いてその上に直接堆積させる。比色の較正範囲に使用した時間と同じ発現時間後、比較用の読取りを行う。この発現時間は好ましくは、反応が略完了する区間、すなわち、一般に１０分〜６０分、注目すべきは２０分から選ばれる。
【００９２】
スペクトル測定を介した捕捉、検出及び／又は定量化のために、本発明の捕捉又は検出システムは、ゾルゲル材料に加えて、照射機器（ランプ、ＬＥＤ、レーザダイオード等）、任意に、解析用の光を視準するとともに焦点を結ぶための光学系、任意に、光ファイバ等の、光を送る手段、検出器、例えば、可視域にかかる分光器、別段、小型分光器、ＯｃｅａｎＯｐｔｉｃｓ  ＱＥ６５０００、又は任意の他のタイプの検出器、ダイオードアレイ、フォトダイオード、光電子増倍管等、並びに曝露チャンバを備える。上記システムの特定例として、曝露チャンバは、透明な底面を有し、更にはＵＶ範囲に透過性であるマルチウェルプレートから形成される（Greiner  Bio-One製のプレート、参照番号７８１０９１（３８４ウェル）、参照番号６５５０８７（９６ウェル）又は参照番号６７５０９６（９６セミウェル））。このプレートはＸＹ移動機器上に据えられ、可能な限り均一な厚みにわたって探査するために、光ビームを本発明のゾルゲル材料の中心に正確に導くことを可能にする。移動プレートには、ゾルゲル材料を含有するウェル内への、解析すべき正確な体積の液体の堆積を可能とする液体注入機器も設けられる。特定例として、サイズが９６ウェルプレート内で合成される乾燥した多孔性ゾルゲル材料のサイズに十分に適合する、３８４ウェルプレートを使用することができる。ゾルゲル材料をプレートの１つのウェルの中心に置き、試験すべき適切な体積の溶液（５μＬ〜５０μＬ、注目すべきは１０μＬ〜３０μＬ、別段、２０μＬ）を、液体注入システムを用いてその上に直接堆積させる。この瞬間から、連続スペクトルが、材料の中心領域について（すなわち、約１ｍｍの直径にわたって）記録される。スペクトル間の取得間隔は、１秒〜２０秒、とりわけ１秒である（スペクトル平均時間は８００ｍｓである）。反応速度、すなわち、時間の関数としての、形成された錯体の吸光度の変動に相当する、起点における傾きの正確な測定については、初めの１分〜１０分にわたる吸光度値の収集で大方十分である。この時間は、検出される濃度に応じて変動するため、この濃度が小さければ、吸光度の十分に正確な測定を得るための取得時間は長くなる。測定の精度は、使用する装置に応じて、別段、使用するダイオードアレイ又は光電子増倍管の信号対雑音の比率に応じて決まると考えられる。所定の時間測定した吸光度値と、先に決定した較正曲線とを比較することによって、溶液中の検体の濃度を決定することが可能である。
【００９３】
上記に提示する２つの特定のシステムと同様のシステムを、化学物質の気相解析に利用するために、封止カバーを追加することにより、マルチウェルプレート等の同様のシステムを使用して、材料を気体フローに曝露させることが可能である。
【００９４】
気体フローを用いた方法では、本発明のゾルゲル材料が単に、検出すべき化学物質（複数も可）を含有する雰囲気との受動接触に置かれる静的曝露を想定することが可能である。
【００９５】
静的曝露は、所定体積の封止した封入容器内又は開いた雰囲気中のいずれでも行うことができる。封止した封入容器は、化学物質（複数も可）の濃度がわずかしか変化を受けない点抽出法に対応し得る。このため、このタイプの曝露は、試料を採取することからなる、本発明の方法の工程（ｉ）前の工程を伴う。本発明の方法の工程（ｉ）は、試料採取後、即時的なものであるか、又は据え置くことができる（実験室解析の場合）。封止した封入容器中の静的曝露はまた、化学物質（複数も可）の濃度が経時的に増大し得る、一定体積における本発明の多孔性ゾルゲル材料の曝露に対応するものであってもよい（インドールを放出する細菌培養の場合）。開いた雰囲気中における静的曝露は、個体又は物が受ける現実の曝露を表すものである。
【００９６】
静的曝露のこれらの２つの場合、検出システムは、曲線又は基準比色範囲を決定するのに使用した手段と同一の、ゾルゲル材料を保持するための手段を更に要する。この捕捉及び／又は検出システムを図１に示す。有益には、上記システムは、気体フローの通過用の流体回路１、金属プレート又はプラスチックプレート２、センサを遮断する狭窄部３、本発明のゾルゲル材料を置く部位４、測定用光ビームの通過用の開口部５、及び２つのプレートを固定するためのねじ６を備える。このシステムは、解析用の光を視準するとともに焦点を結ぶための光学系、光ファイバ等の、光を送ることが可能な手段、及び、これまでに規定したような検出器を更に備える。
【００９７】
上記捕捉及び／又は検出システムを用いた、着色錯体の吸光度の測定は、広波長域にわたって実施され得るか、又は、多孔性ゾルゲル材料における錯体の１つ又は複数の吸収バンド（one  the  bands  or  of  the  absorption  band）それぞれの最大吸収及び最小吸収で定められる１つ又は２つの波長に限定され得る。最後に、測定は、シェード比色測定又はこのシェードの視覚的評価であってもよい。
【００９８】
変形形態として、気体フローを用いた方法では、本発明の多孔性ゾルゲル材料上で直接検出する化学物質（複数も可）を含有する雰囲気を、一定フロー速度で循環させることからなる動的曝露を使用することを想定することができる。この場合、目的は、較正曲線を決定するのに使用したものと同一の動作条件下で正確な濃度を決定することである。
【００９９】
この変形形態において、有益には、本発明の捕捉及び／又は検出システムは、
有益には０．０１Ｌ・ｍｉｎ−１〜１．１Ｌ・ｍｉｎ−１のフロー速度を可能とする、気体フロー用のミリ流体システム、
光窓と、ミリ流体システム用の開口（ガス吸気口及びガス排気口）とが設けられる曝露チャンバ、
解析用の光を視準するとともに焦点を結ぶための光学系、
光ファイバ等の、光を送ることが可能な手段、
所望のフロー速度に適合する（ミクロ）ポンプ、
これまでに規定したような検出器、
を備える。
【０１００】
上記捕捉及び／又は検出システムは、別段、以下に提示するように使用することができる。本発明の多孔性ゾルゲル材料を、光学経路上の、図１に示すような２つのプレートの間に置く。ミリ流体回路の狭窄部によって、材料が適当な位置に保持される。アセンブリを、２つの石英の光窓を備える、テフロン製の試料ホルダ内に挿入する。試料ホルダの光入射口及び光出射口は、ＳＭＡ型のコネクタを介して、第一に光源と、第二に検出器と接続する光ファイバに接続される。ゾルゲル材料をミリ流体システムに挿入する。このシステムは、曝露チャンバ内に据えられる。気体フローを、十分な所定時間の間、ミリ流体システム内で循環させると、注目すべき光学変動の観測が可能となる（数秒〜約１時間）。曝露時間中、ゾルゲル材料の吸収スペクトルを、以下に説明するように、好ましくは規則的な間隔（１秒〜３００秒）で収集する。可視光ランプ（タングステン）に由来する解析用の光を、光ファイバを介して送り、チャンバの入射窓に連続的に照射する。入射窓に据えられたレンズ（焦点距離＝１０ｍｍ）及びＳＭＡコネクタによって視準された光ビームは、小さい（典型的に１ｍｍ２程度の）表面積にわたってセンサに照射される。チャンバの出射窓上に据えられる第２のレンズ及び第２のＳＭＡコネクタを介して、透過光を同軸上に集める。透過した光ビームを、光ファイバを介して、小型であってもよい分光光度計へと送る。センサの吸収スペクトルを規則的な間隔で収集し、各取得は８ｍｓｅｃ〜１０００ｍｓｅｃ（別段、８００ｍｓｅｃ）続ける。
【０１０１】
各汚染物質に曝された多孔性ゾルゲル材料の吸光度信号は、化学物質の広い濃度範囲及び気体フローの広い相対湿度範囲にわたって得られる。このデータに基づいて、その濃度及び気体フローの湿度の関数として、各化学物質について較正曲線を決定する。これらの較正曲線はデータバンクに蓄積され、これを気体化学物質の未知の混合物に曝された多孔性ゾルゲル材料のスペクトルのスペクトルデコンボリューションに使用する。
【０１０２】
選ばれたプローブ分子に応じて、これまでに規定したような化学物質、別段、インドール誘導体の選択的検出を実施すること、及び、本発明に使用される５つのプローブ分子（すなわち、ＤＭＡＣＡ、ＤＭＡＢＡ、ＭＯＮ、ＭＯＢ又はクロコン酸）のリストの中から最良のプローブ分子を選ぶことによって、他のものの干渉を回避することが可能となる。
【０１０３】
加えて、ゾルゲル材料の合成パラメータ、及びプローブ分子を組み込む方法に作用することによって、細孔のサイズを、検出すべき検体のサイズに適合させること、それ故、妨害する干渉化合物の第２の「スクリーニング」を行うことが可能である。以下の実験パートは、材料の細孔に入ることができないトリプトファンの影響を受けにくい多孔性ゾルゲル材料の例を提案しており、このため、インドール及びスカトールを検出するとともにこれらを見分けることが可能となる。インドール及びスカトールが生体媒質中のトリプトファンから形成されるため、この点は重要である。トリプトファンは微生物学における重要な干渉化合物である。
【０１０４】
同様に、合成の条件、又は材料に組み込まれるプローブ分子の濃度を変更することによって、最小濃度から最大濃度の検出範囲を、一連の応答線形性を全体的に維持して、３桁（初期設定で、１×１０−６ｍｏｌ・Ｌ−１〜１×１０−３ｍｏｌ・Ｌ−１のインドール）にわたって動かすことが可能となる。ＤＭＡＣＡは、スカトールとインドールとの間の良好な判別を可能とするが、約１０−６ｍｏｌ・Ｌ−１の濃度で感度閾値が得られる。アルコールにより可溶性のＤＭＡＢＡは、ゾルゲル材料中により大量に組み込むことができるため、高いレベルの感度に達する。したがって、例えば、１つの同じゾルゲル材料又は２つの別個のゾルゲル材料中にこれらの２つのプローブ分子の混合物を有するキットを使用して、肉眼による読取りを容易にすることができ（このため、使用者にとってはプローブ分子の色が重複しない）、選択性及び感度を得ることができる。
【０１０５】
加えて、着色錯体の形成は、液相中よりも材料の細孔中で約３倍速い。インドール及びその誘導体の幾つかに関して、上記錯体はアザフルベニウム塩であり、トリプトファンはこのような錯体を形成しない。本発明の方法によれば、この錯体は形成される唯一のものであるのに対し、液相中では、インドールの第２の分子の添加により第２の反応生成物が第１の錯体から形成され得る。文字通り、第２の反応は液相アッセイでは考慮されず、インドール濃度の評価の系統誤差がもたらされる。第２の反応が起きないため、形成されるアザフルベニウム塩はゾルゲル材料中で安定である。
【０１０６】
例示として挙げられる非限定的なものである以下の実施例を読めば、本発明の他の特徴及び利点は更に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】気体試料へのその曝露及び吸収測定を可能にする、本発明による少なくとも１つのプローブ分子を含有する多孔性ゾルゲル材料用のホルダ機器の両サイドの片側の図である。
【図２】ドープされていないマトリックス（吸着○及び脱着□）、及び本発明による飽和ドープされたＤＭＡＣＡドープマトリックス（吸着◇及び脱着△）による、７７Ｋにおける窒素の吸着等温線及び脱着等温線を示す図である。
【図３Ａ】細孔容積に対する種々のサイズの細孔の寄与を示すグラフである。ドープされていないマトリックスは黒（■）で示し、ＤＭＡＣＡドープマトリックスは白（□）で示す。ＤＦＴ計算法を用いて結果を得た（Neimark  A.  V.,  Ravikovitch  P.  I.,  Vishnyakov  A.,  "Bridging  scales  from  molecular  simulations  to  classical  thermodynamics:  density  functional  theory  of  capillary  condensation  in  nanopores",  J.  Phys.:  Condens.  Matter,  vol.  15,  pp.  347-365,  2003）。
【図３Ｂ】比表面積に対する種々のサイズの細孔の寄与を示すグラフである。ドープされていないマトリックスは黒（■）で示し、ＤＭＡＣＡドープマトリックスは白（□）で示す。ＤＦＴ計算法を用いて結果を得た（Neimark  A.  V.,  Ravikovitch  P.  I.,  Vishnyakov  A.,  "Bridging  scales  from  molecular  simulations  to  classical  thermodynamics:  density  functional  theory  of  capillary  condensation  in  nanopores",  J.  Phys.:  Condens.  Matter,  vol.  15,  pp.  347-365,  2003）。
【図４】本発明によるＤＭＡＣＡ及びＤＭＡＢＡでドープされた異なる多孔性マトリックスにおけるインドールのアッセイについての比色試験の結果を示す図である。
【図５Ａ】本発明によるＤＭＡＣＡでドープされたゾルゲルマトリックスにおける２０μＬのインドール溶液の添加の際に経時的に観測されるスペクトル変化を示す図である。
【図５Ｂ】６２４ｎｍにおける着色錯体の形成速度論を示す図である。
【図６】液状媒質中のインドールの検出についての較正曲線である。Ｘ軸はインドール濃度の対数（１０−６ｍｏｌ・Ｌ−１〜１０−３ｍｏｌ・Ｌ−１）に該当し、Ｙ軸は着色錯体の形成速度に該当する。
【図７】本発明によるＤＭＡＣＡドープマトリックスをスカトール蒸気に曝したときに得られたスペクトルの変動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０８】
Ｉ．本発明によるメソ多孔性マトリックスの調製
Ｉ．１．使用材料
メソ多孔性マトリックスの種々の試料を、２つの前駆体であるＴＭＯＳ及びＡＰＴＥＳから合成した。この合成に使用する溶媒及び酸は、それぞれメタノール及び３７％の塩酸（１２ｍｏｌ・Ｌ−１）とした。記載のプロトコールはプローブ分子としてＤＭＡＣＡを使用する。
【０１０９】
より詳細には、ＤＭＡＣＡで「飽和まで」ドープされ、かつ６ｍｏｌ・Ｌ−１のＨＣｌ濃度を有する２０ｍＬのゾルの調製に関して、以下を使用する：
ＴＭＯＳ（Fluka、参照番号０９３２４）：３．４ｍＬ；
メタノール（Fluka、参照番号８７６８０）＋ＤＭＡＣＡ（Sigma-Aldrich、参照番号１５６４７７）：４．７ｍＬ＋７０ｍｇ；
ＡＰＴＥＳ（Aldrich、参照番号４４０１４０）：０．２ｍＬ；
超純水：１．７ｍＬ
塩酸１２ｍｏｌ・Ｌ−１：１０ｍＬ。
【０１１０】
Ｉ．２．ゾルの調製
合成の第１の工程は、磁気撹拌機を使用して、ＴＭＯＳと、溶解されたＤＭＡＣＡを含有するメタノールとを、−１５℃±５℃の浴（エタノール／ドライアイス混合物又はエタノール／液体窒素）に入れたＰｙｒｅｘ（登録商標）ビーカー内で２分間混合することにある。その後、所望量のＡＰＴＥＳを、マイクロピペットを用いて混合物に添加する。更に２分間の撹拌後、脱イオン水を添加する。３０秒の撹拌後、塩酸を徐々に添加した後、マトリックスを成形する。
【０１１１】
Ｉ．３．ゾルゲルマトリックスの成形及び乾燥
ＮＨ２ＴＥＯＳ及び塩酸は、ゾルの初期ｐＨ条件を変え、ゲル化を触媒する；したがって、成形を可能な限り迅速に行ない、ゾル温度は可能な限り−１５℃±５℃近くに保つ必要がある。
【０１１２】
マイクロピペットを用いて、適切な体積のゾルを、好ましくはポリスチレン製（Greiner  Bio-one、Ｅｌｉｓａマイクロプレート（平底）、参照番号６５５００１）又はポリプロピレン製（Greiner  Bio-one、Ｅｌｉｓａマイクロプレート（平底）、参照番号６５５２０１）の９６ウェルプレートに入れる。プレート中又はその上の化合物がモノリスを汚染することを防ぐために、５０℃まで炉内で２４時間加熱し、炉内の雰囲気をこの期間中３度入れ替えること（Ｕ品質の窒素、ＦＩＤ品質の工業用空気等と交換）を含む前処理を、プレートに行うことに留意されたい。
【０１１３】
５０μＬ〜１００μＬの体積は、好適な厚み（４００μｍ〜８００μｍ）の乾燥マトリックスをもたらす。収縮率は、パートＩ．１に記載したもの等の開始ゾルに関して１２〜１６である。ゾルをゲル化したら、マルチウェルプレートを接着性の微孔フィルム（通気性接着シール、ABGene、参照番号ＡＢ−０７１８）で被覆する。このように封止したプレートを、周囲温度においてドラフト内で（乾燥の間中、酸蒸気の放出が起こり得る）、完全な乾燥度まで、すなわち一般に３日間（近似温度＝２２℃、平均相対湿度＝５５％）、放置する。
【０１１４】
乾燥後、モノリスの平均直径は２．９±０．２ｍｍである。乾燥が完了したら、マトリックスはモールドから容易に取り外すことができ、気密密閉ガラス管内に保管することができる。
【０１１５】
ここに提示したプロトコールは、他のプローブ分子又はそれらの混合物にも適応することができる。
【０１１６】
ＩＩ．本発明による多孔性マトリックスの特性決定
ＩＩ．１．多孔度
ＩＩ．１．１．注意書
２つの基本的な物理特徴、すなわち、材料の比表面積及び孔径の分布を得る必要がある。これらの２つのパラメータは組み合わさって、材料内における汚染物質の拡散及び捕捉に関する情報をもたらすものである。
【０１１７】
材料の比表面積及び多孔度の測定は一般に、材料の表面上における不活性ガスの物理吸着等温線の実験に基づく判定から行う。
【０１１８】
Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）法は、固体材料の比表面積を決定するのに最も広範に使用されている解析方法である。
【０１１９】
ＤＦＴ法は、表面上又は細孔中の分子の位置に関係なく、自由エネルギーポテンシャルを最小限に抑えることによって、平衡状態における密度プロファイルの決定を可能にする。よって、このプロファイルに基づき、細孔中に閉じ込められる流体に、厳密な構造をもたらすことが可能となる。
【０１２０】
ＩＩ．１．２．ドープされていないマトリックスの測定及び比較
ａ）ドープされていないマトリックス（比較として）
比較のために使用されるドープされていないマトリックスは、ＤＭＡＣＡ及び酸を用いることなくパートＩ．１のように調製されるマトリックスである。
【０１２１】
ｂ）脱気
解析用のキセロゲルを、モルタル内で細粉末に粉砕する。いずれの場合にも、等しい中心厚（２２０μｍ）を有するモノリスを選んだ。脱気操作は、可能な限り細心の注意を伴って行わなければならず、２つの連続する脱気操作を実施した。第１の、真空脱気は「大ざっぱな」脱気をもたらす。試料を１００℃に加熱し、真空が５×１０−２Ｔｏｒｒ程度の圧力で安定するまで（すなわち約４時間）待つ。その後、第２の脱気を、Ａｕｔｏｓｏｒｂ−１ポロシメータ（Quantachrome）の脱気ポートにおいて直接実施する。温度は１５０℃に設定し、圧力が５×１０−３Ｔｏｒｒで安定するまで（すなわち、再び約４時間）待つ。温度上昇により、有機分子及び水の脱気が容易となる。
【０１２２】
この第１の脱気中、最初のうちは、ドープキセロゲル粉末が（光の散乱に起因して）白色不透明であり、その色が脱気の間中に不透明な明るい橙色へと変化したことが確認された。この観測から、プロトン化ＤＭＡＣＡプローブ分子が脱気中に脱プロトン化し、それらが、高圧高温条件下であっても口が小さ過ぎてＤＭＡＣＡの放出を許さない細孔中に封入されたままとなることが確信される。したがって、測定の時点で、プローブ分子を解析すべき媒体と接触させた場合、プローブ分子はマトリックスから離れないことが考えられ得る。
【０１２３】
ｃ）測定
吸着ガスとしての、通常の液化温度（７７Ｋ）における窒素ガスの使用を可能とするＡｕｔｏｓｏｒｂ−１ポロシメータ（Quantachrome）を用いて等温線を決定した。
【０１２４】
吸着−脱着等温線
図２は、第一に、溶媒中においてＤＭＡＣＡでドープされる飽和ドープされたマトリックスから得られ、第二に、ドープされていないマトリックスから得られる吸着等温線及び脱着等温線を示す。
【０１２５】
ミクロ細孔の存在は、Ｎ２の非常に小さい相対圧力における吸着体積の大きな増大によって検出される。メソ細孔の実在は、０．４を超える相対圧力におけるヒステリシスループの存在によって立証される。加えて、ヒステリシスループの形状によって、相互接続のタイプに関する情報が得られる。目下のケースにおいて、本発明者等は相互接続したメソ細孔の存在を見出す。
【０１２６】
ドープされたマトリックス及びドープされていないマトリックスの等温線の外観は似ているが、細孔がＤＭＡＣＡを含有する場合には空いている細孔容積がより小さいことに留意することができる。
【０１２７】
孔径の分布
孔径分布は、２つの異なる方法、すなわち、細孔容積に寄与するサイズ分布又は比表面積に寄与するサイズ分布のいずれかで決定することができる。図３に示される棒グラフはこれらの２つのタイプの分布を示す。
【０１２８】
吸着−脱着等温線の研究から導かれる結論によれば、２つのマトリックスが、２０Å未満の直径を有するわずかな割合のミクロ細孔、及びここで２０Å〜７０Åの直径を有する大きな割合のメソ細孔を有することが確認される。加えて、メソ細孔は、試験された２つのタイプのマトリックスのそれぞれ約８５％及び６４％の割合に対して総細孔容積及び表面積に寄与することに留意されたい。前出の結果全体を以下の表１にまとめる。
【０１２９】
【表１】
2013510185.tif 000006
【０１３０】
ＩＩ．３．結論
濃い濃度の酸を用いた本発明による方法は、ゾルゲル合成における、大量のプロトン化プローブ分子の組込みを可能とする。
【０１３１】
特性化試験の結果から、ここで使用される動作条件が、検出すべき検体（インドール、スカトール）のサイズと適合する比表面積及び孔径分布を有する多孔性マトリックスの保管を可能にすることが実証される。加えて、ゾルの調製及び材料のゲル化時間を含む合成時間（２０分）は、依然として産業化工程と適合性である。ゲル化直後にゲルペレットをモールドから取り外す場合には２４時間、又は、材料をその容器内に保管する場合には３日間、乾燥工程を続けてもよい。
【０１３２】
結論として、マルチウェルプレート（９６ウェル）の使用により、マトリックスが、再現可能なサイズ及び形状（直径が２．９ｍｍであり、ウェルを充填する場合、使用するゾルの体積に関連して、厚みが４００μｍ〜８００μｍで変動するディスク）で得られるようになり、バッチ内のばらつきを可能な限り小さくする。
【０１３３】
ＩＩＩ．本発明によるドープされたマトリックスの使用
本発明の利点を示すために、２つのプローブ分子についての検出測定を以下に示す。
【０１３４】
ＩＩＩ．１．気相比色試験及び液相比色試験
ＩＩＩ．１．１．インドールを含有する溶液への曝露
各プローブ分子（ＤＭＡＣＡ又はＤＭＡＢＡ）について、最適濃度の試薬を含有する１２のマトリックス（プローブ分子溶液の飽和）及び濃度が５倍薄い同じ試薬を含有する１２のマトリックスを、項目Ｉ．２に記載したような方法に従って合成した。体積（μＬ）（７０、８０及び９０）は、ウェル内に注がれるゾルの初期体積に相当する。ゾルのゲル化及びマトリックスの乾燥後、得られるマトリックスの厚みは、ゾルの初期体積に比例する。種々の濃度（１０−６ｍｏｌ・Ｌ−１、１０−５ｍｏｌ・Ｌ−１、１０−４ｍｏｌ・Ｌ−１及び１０−３ｍｏｌ・Ｌ−１）の４つのインドール溶液を調製した。各溶液を２０μＬ、６つのウェルに入れ、プローブ分子の濃度及びマトリックスの厚みを変えた。
【０１３５】
図４から、１つの同じインドール濃度では、マトリックスが厚いほど、着色（プローブ分子がＤＭＡＢＡである場合には赤色、プローブ分子がＤＭＡＣＡである場合には緑色）が濃いことが見られる。加えて、着色はまた、インドールの濃度が大きい場合により濃くなる。これらの結果から、生成物、この場合アザフルベニウム塩の吸光度が、光学経路（マトリックスの厚み）、及びインドールとマトリックス中に過剰に存在するプロトン化ＤＭＡＢＡ又はプロトン化ＤＭＡＣＡとの反応により生じる生成物の濃度に比例することが予想される。
【０１３６】
これらの実験の最も重要な点の１つは、可視域内の色の変化による目視試験について得ることができる感度であり、これはインドールについては１０−６ｍｏｌ・Ｌ−１である。
【０１３７】
ＩＩＩ．１．２．スカトール又はトリプトファンを含有する溶液への曝露
これまでと同様の方法において、スカトール又はトリプトファンを含有する液体溶液を、ＤＭＡＣＡ又はＤＭＡＢＡでドープされたセンサと反応させると、以下の色変化が得られる：
ＤＭＡＣＡセンサ及びスカトール→淡い橙色から紫色に変化
ＤＭＡＣＡセンサ及びトリプトファン→着色変化なし（淡い橙色のまま）
ＤＭＡＢＡセンサ及びスカトール→黄色から紫色に変化
ＤＭＡＣＡセンサ及びトリプトファン→色変化なし（黄色のまま）
【０１３８】
この実験から、項目Ｉ．２に記載したように調製される、ＤＭＡＣＡ又はＤＭＡＢＡでドープされたセンサは、測定を行う際に、潜在的な干渉化合物、すなわちトリプトファンと反応しないと結論付けることができる。
【０１３９】
加えて、形成される生成物が明確に異なる色、すなわち、ＤＭＡＣＡでは、それぞれ紫色及び緑色、ＤＭＡＢＡでは、それぞれ紫色及びピンク色を有するため、スカトールとインドールとの間の判別がこの方法を用いて可能であると思われる。
【０１４０】
ＩＩＩ．２．液相中における一連のインドール濃度への曝露
以下の実施例は、ＤＭＡＣＡでドープされたセンサ（メタノール中２０％飽和、厚み＝８００μｍ）を、センサ上に直接堆積させる２０μＬのインドール溶液（６．３×１０−５ｍｏｌ・Ｌ−１）に曝した場合に得られた結果を示す。図５Ａは、センサの経時的なスペクトル変化を示し、図５Ｂは、６２４ｎｍの波長における吸収差の展開を示す。
【０１４１】
図５Ｂ中のグラフにおける起点における傾きの値、すなわち初期反応速度を決定し、かつ種々の濃度のインドールについてこの同じ操作を繰り返すことによって、図６に示されるような較正曲線をプロットすることが可能となる。
【０１４２】
ＩＩＩ．３．気相中における曝露
気相中におけるインドールへのＤＭＡＣＡドープマトリックスの曝露は、液相中と同様のスペクトル変化を誘導する（図５を参照）。
【０１４３】
気相中におけるスカトールへの曝露の一例を図７に示す。スカトールとＤＭＡＣＡとの反応によって形成される錯体は、インドールとにより形成される錯体の最大吸収に相当する波長である６２４ｎｍで殆ど吸収されない。したがって、２つの汚染物質の違いを判別すること、及び混合物中の各構成成分の定量的測定を得ることが容易である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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