(57)【要約】【課題】幅広い濃度領域で塩分濃度の検出を容易かつ安定的に行うことができる刺激応答性ゲル材料を提供すること。【解決手段】本発明の刺激応答性ゲル材料は、下記式（１）で表される化学構造を有する第１のモノマー、および、前記第１のモノマーよりも疎水性の高い第２のモノマーを構成成分として含む高分子材料と、平均粒子径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微粒子と、溶媒とを含み、接触する塩分の濃度によって、反射光の波長が変化することを特徴とする。2015151436.tif 000008（式（１）中、Ｒは、少なくとも炭素原子および水素原子を含む置換基であり、Ｒ中の炭素原子数をｎ、Ｒ中の酸素原子数をｍとしたとき、ｎ−ｍが３以上の整数である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表される化学構造を有する第１のモノマー、および、前記第１のモノマーよりも疎水性の高い第２のモノマーを構成成分として含む高分子材料と、
平均粒子径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微粒子と、
溶媒とを含み、
接触する塩分の濃度によって、反射光の波長が変化することを特徴とする刺激応答性ゲル材料。
【化１】
2015151436.tif 000007
（式（１）中、Ｒは、少なくとも炭素原子および水素原子を含む置換基であり、Ｒ中の炭素原子数をｎ、Ｒ中の酸素原子数をｍとしたとき、ｎ−ｍが３以上の整数である。）
【請求項２】
前記高分子材料のＬｏｇＰ値は、０．６２以上０．８１以下である請求項１に記載の刺激応答性ゲル材料。
【請求項３】
前記第１のモノマーのＬｏｇＰ値は、０．４６以上０．７８以下である請求項１または２に記載の刺激応答性ゲル材料。
【請求項４】
前記第１のモノマーは、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル材料。
【請求項５】
前記第２のモノマーのＬｏｇＰ値は、１．１以上１．６以下である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル材料。
【請求項６】
前記第２のモノマーは、フェニルボロン酸構造を有するものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル材料。
【請求項７】
前記高分子材料中における前記第１のモノマーの含有率をＸ１［ｍｏｌ％］、前記第２のモノマーの含有率をＸ２［ｍｏｌ％］としたとき、Ｘ２／Ｘ１が０．０７以上０．４５以下の関係を満足する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル材料。
【請求項８】
前記溶媒として水を含む請求項１ないし７のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刺激応答性ゲル材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、体内生体情報を取得する方法として、採血により得られた血液中の組成を調べる生化学検査が通常行われている。この検査は、医療機関にて実施されることがほとんどである。
【０００３】
そのなかで、血糖値センサーは、糖尿病患者に普及しており、また簡易乳酸センサーは、アスリートに普及しつつある。
しかし、これらは、いずれも採血による侵襲的手法を用いた検査手法である。
【０００４】
これに対し、非侵襲的手法を適用したものとして、汗中成分を対象とするセンサー研究が行われている（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、このような方法では、色素や酵素を用いた電極法を採用しており、電極での測定データを表示するための処理部、表示部が必要である、電極、処理部、表示部のための電源が必要（電池が必要）である等の問題があり、構造が複雑なものであり、重量も大きいという問題があった。
【０００６】
また、酵素は、一般に、高価であり、温度、湿度等の影響を受けやすく、安定した特性を発揮しにくく、定量性の信頼性が低いという問題もある。
【０００７】
さらに、酵素は、製造ロット間やメーカーによる品質のばらつきが大きく、また、特性の経時的変化が大きいため、使用前に既知濃度の標準液にて校正する必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Wearable Technology for Bio-Chemical Analysis of Body Fluids During Exercise 30th Annual International IEEE EMBS Conference Vancouver, British Columbia, Canada, August 20-24, 2008
【非特許文献２】Novel lactate and pH biosensor for skin and sweat analysis based on single walled carbon nanotubes ／Sensors and Actuators B 117 (2006) 308-313
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、幅広い濃度領域で塩分濃度の検出を容易かつ安定的に行うことができる刺激応答性ゲル材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の刺激応答性ゲル材料は、下記式（１）で表される化学構造を有する第１のモノマー、および、前記第１のモノマーよりも疎水性の高い第２のモノマーを構成成分として含む高分子材料と、
平均粒子径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微粒子と、
溶媒とを含み、
接触する塩分の濃度によって、反射光の波長が変化することを特徴とする。
【化１】
2015151436.tif 000002
（式（１）中、Ｒは、少なくとも炭素原子および水素原子を含む置換基であり、Ｒ中の炭素原子数をｎ、Ｒ中の酸素原子数をｍとしたとき、ｎ−ｍが３以上の整数である。）
【００１１】
これにより、幅広い濃度領域で塩分濃度の検出を容易かつ安定的に行うことができる刺激応答性ゲル材料を提供することができる。
【００１２】
本発明の刺激応答性ゲル材料では、前記高分子材料のＬｏｇＰ値は、０．６２以上０．８１以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明の刺激応答性ゲル材料では、前記第１のモノマーのＬｏｇＰ値は、０．４６以上０．７８以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明の刺激応答性ゲル材料では、前記第１のモノマーは、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドであることが好ましい。
【００１５】
本発明の刺激応答性ゲル材料では、前記第２のモノマーのＬｏｇＰ値は、１．１以上１．６以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明の刺激応答性ゲル材料では、前記第２のモノマーは、フェニルボロン酸構造を有するものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル材料。
【００１７】
本発明の刺激応答性ゲル材料では、前記高分子材料中における前記第１のモノマーの含有率をＸ１［ｍｏｌ％］、前記第２のモノマーの含有率をＸ２［ｍｏｌ％］としたとき、Ｘ２／Ｘ１が０．０７以上０．４５以下の関係を満足することが好ましい。
【００１８】
本発明の刺激応答性ゲル材料では、前記溶媒として水を含む請求項１ないし７のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル材料。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする。
《刺激応答性ゲル材料》
本発明の刺激応答性ゲル材料は、高分子材料と、微粒子と、溶媒とを含むものである。そして、接触する塩分の濃度の変化によって、膨潤、収縮等の変形をするものであり、これにより塩分濃度を検出可能に構成されたものである。
【００２０】
このように、本発明では、塩分の濃度を検出可能であるが、ゲル材料であることにより、従来の酵素を用いるものに比べて、安定性に優れ、ロット間等での特性のばらつきが小さい。さらに、後に詳述するような所定の条件を満足するモノマー（第１のモノマーおよび第２のモノマー）を構成成分として含む高分子材料を構成成分とするゲル材料（コロイド結晶による構造色を示すゲル材料）であることにより、幅広い濃度領域にわたって、塩分濃度の検出を容易かつ確実に行うことができる。また、電源を用いず、複雑な構成にしなくても、使用者等が検出された塩分濃度を容易かつ確実に認識することができる。また、酵素のような高価な材料を用いる必要がないので、コスト面からも有利である。
【００２１】
［高分子材料］
本発明の刺激応答性ゲル材料を構成する高分子材料は、下記式（１）で表される化学構造を有する第１のモノマー、および、第１のモノマーよりも疎水性の高い第２のモノマーを構成成分として含むものである。
【００２２】
【化２】
2015151436.tif 000003
（式（１）中、Ｒは、少なくとも炭素原子および水素原子を含む置換基であり、Ｒ中の炭素原子数をｎ、Ｒ中の酸素原子数をｍとしたとき、ｎ−ｍが３以上の整数である。）
【００２３】
（第１のモノマー）
本発明の刺激応答性ゲル材料を構成する高分子材料は、上記式（１）で表される化学構造を有する第１のモノマーを構成成分として含むものである。
【００２４】
第１のモノマーを含むことにより、刺激応答性ゲル材料を、塩分に対して形状変化の反応をするものとすることができる。
【００２５】
これは、以下のような理由によるものであると考えられる。すなわち、上記式（１）で表される化学構造を有する第１のモノマーを構成成分として含むことにより、周囲の塩分濃度によって、高分子材料の親水−疎水の性質が可逆的に変化する。より詳しく説明すると、塩分濃度が低い場合には、溶媒成分が式（１）中の−ＣＯＮＨＲ基との間で効率よく水素結合を形成し、親水性の高い状態をとるのに対し、塩分濃度が高くなると、塩析の効果により、水素結合を形成し得る溶媒成分が、式（１）中の−ＣＯＮＨＲ基から引き剥がされ、式（１）中の−ＣＯＮＨＲ基との間での水素結合が切断されることにより、疎水性が高まる。疎水性が高まると、第１のモノマーを構成成分として備える高分子材料の分子構造がグロビュール構造に変化し、刺激応答性ゲル材料全体として変形する。
【００２６】
モノマーの疎水性の程度を表す指標として、ＬｏｇＰ値がある。
このＬｏｇＰ値は、溶媒としてｎ−オクタノールと水とを用いた場合のｎ−オクタノール／水分配係数のことを指し、その値が大きいほど、疎水性が大きいものと言える。本発明では、ＬｏｇＰ値として２５℃での値を採用するものとする。また、ＬｏｇＰ値は、実験的に求めてもよいし、計算値を用いてもよい。
【００２７】
第１のモノマーのＬｏｇＰ値は、０．４６以上０．７８以下であるのが好ましく、０．４６以上０．６１以下であるのがより好ましく、０．５９以上０．６１以下であるのがさらに好ましい。
【００２８】
これにより、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力を特に優れたものとしつつ、塩分に対する感度を特に優れたものとすることができる。
【００２９】
なお、疎水性の指標としては、前記のようなＬｏｇＰ値のほか、例えば、ＬｏｇＤ値、ハンセン溶解度パラメータ（ＨＳＰ）等の各種溶解度パラメータ等を採用することもできる。
【００３０】
なお、高分子材料が複数種の第１のモノマーを含むものである場合、すべての第１のモノマーが前記のＬｏｇＰ値についての条件を満足するのが好ましい。
【００３１】
第１のモノマーとしては、上記式（１）で表される化学構造を有するものであればよく、例えば、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドが好ましい。
【００３２】
これにより、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力をさらに優れたものとしつつ、塩分に対する感度をさらに優れたものとすることができる。
【００３３】
高分子材料中における第１のモノマーの含有率Ｘ１は、６５ｍｏｌ％以上９７ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、７７ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、８２ｍｏｌ％以上９３ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【００３４】
これにより、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力を特に優れたものとしつつ、塩分に対する感度を十分に優れたものとすることができる。
【００３５】
（第２のモノマー）
本発明の刺激応答性ゲル材料を構成する高分子材料は、第１のモノマーよりも疎水性の高い第２のモノマーを構成成分として含むものである。
【００３６】
このように、高分子材料が第１のモノマーとともに、第１のモノマーよりも疎水性の高い第２のモノマーを構成成分として含むものであることにより、塩分への感度が向上し、刺激応答性ゲル材料の塩分濃度の検出が可能な濃度範囲を幅広いものとすることができる。
【００３７】
これは以下のような理由によるものであると考えられる。すなわち、前述したように、高分子材料が第１のポリマーを構成成分として含むことにより、刺激応答性ゲル材料が塩分に対して形状変化の反応を示すものとなるが、高分子材料が第１のポリマーのみを構成成分として含むものである場合には、高分子材料全体としての親水性が高すぎるために、周囲の塩分濃度が低い状態においては、前述したような塩析の効果が十分に発揮されず、塩分に対する感度が低いものであった。これに対し、第１のモノマーとともに、第２のモノマーを含むことにより、「高分子材料の親水性を（高分子材料と溶媒との水素結合の形成）」適度に低下させることができ、低濃度の塩分も検出が可能となる。また、このように低濃度の塩分が検出可能であるとともに、十分に高い濃度領域にわたるまで、高分子材料の親水−疎水の性質が連続的かつ可逆的に変化するため、幅広い濃度範囲にわたって、塩分濃度の検出、定量が可能となる。
【００３８】
第２のモノマーは、第１のモノマーよりも疎水性の高いものであればよいが、第２のモノマーのＬｏｇＰ値は、１．１以上１．６以下であるのが好ましく、１．１１以上１．５以下であるのがより好ましく、１．１３以上１．４以下であるのがさらに好ましい。
【００３９】
これにより、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力を十分に優れたものとしつつ、刺激応答性ゲル材料の塩分に対する感度を特に優れたものとし、塩分濃度の検出・定量が可能な濃度範囲を特に広いものとすることができる。
【００４０】
なお、高分子材料が複数種の第２のモノマーを含むものである場合、すべての第２のモノマーが前記のＬｏｇＰ値についての条件を満足するのが好ましい。
【００４１】
第２のモノマーは、第１のモノマーよりも疎水性の高いものであればよいが、フェニルボロン酸構造を有するものであるのが好ましい。
【００４２】
これにより、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力を十分に優れたものとしつつ、刺激応答性ゲル材料の塩分に対する感度をさらに優れたものとし、塩分濃度の検出・定量が可能な濃度範囲をさらに広いものとすることができる。
【００４３】
第２のモノマーとして用いることのできる化合物は、第１のモノマーとの組み合わせにより異なるが、例えば、Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ−（ブトキシメチル）アクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）アクリルアミド、３−アクリルアミドフェニルボロン酸、Ｎ−フェニルアクリルアミド等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、３−アクリルアミドフェニルボロン酸が好ましい。
【００４４】
これにより、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力を特に優れたものとしつつ、刺激応答性ゲル材料の塩分に対する感度をさらに優れたものとし、塩分濃度の検出・定量が可能な濃度範囲をより顕著に広いものとすることができる。
【００４５】
高分子材料中における第２のモノマーの含有率Ｘ２は、２．０ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、４．０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、４．５ｍｏｌ％以上１７ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【００４６】
これにより、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力を優れたものとしつつ、刺激応答性ゲル材料の塩分に対する感度を特に優れたものとし、塩分濃度の検出・定量が可能な濃度範囲をより広いものとすることができる。
【００４７】
高分子材料中における第１のモノマーの含有率をＸ１［ｍｏｌ％］、第２のモノマーの含有率をＸ２［ｍｏｌ％］としたとき、Ｘ２／Ｘ１が０．０７以上０．４５以下の関係を満足するのが好ましく、０．０７以上０．１８以下の関係を満足するのがより好ましい。
【００４８】
これにより、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力を優れたものとしつつ、刺激応答性ゲル材料の塩分に対する感度を特に優れたものとし、塩分濃度の検出・定量が可能な濃度範囲をより広いものとすることができる。
【００４９】
（その他の構成成分）
高分子材料は、前述した第１のモノマー、第２のモノマーに加えて、他の構成成分を含むものであってもよい。
【００５０】
このような成分としては、例えば、架橋剤成分を用いることができる。
これにより、高分子材料は、架橋構造を有し、三次元的な網目構造を有するものとなる。その結果、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力を特に優れたものとすることができ、長期間にわたって安定的に好適なゲル状態を保持することができる。すなわち、刺激応答性ゲル材料の耐久性が優れたものとなる。
【００５１】
架橋剤成分としては、重合性官能基を２個以上有する化合物を用いることができ、具体的には、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−メチレン−ビス−Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ブチレン−ビス−Ｎ−ビニルアセトアミド、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、アリル化デンプン、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、テトラアリロキシエタン、ペンタエリストールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、トリアリルトリメリテート等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５２】
高分子材料中における架橋剤成分の含有率は、０．５ｍｏｌ％以上６．０ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、０．８ｍｏｌ％以上５．０ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、１．１ｍｏｌ％以上４．０ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【００５３】
これにより、高分子材料の架橋度をより好適な範囲にすることができ、前述したような効果をより顕著に発揮しつつ、高分子材料の柔軟性をより適切なものとすることができる。
【００５４】
また、高分子材料は、前述した第１のモノマー、第２のモノマー以外のモノマー成分を含むものであってもよい。
【００５５】
高分子材料のＬｏｇＰ値は、０．６２以上０．８１以下であるのが好ましく、０．６２以上０．６９以下であるのがより好ましい。
【００５６】
これにより、刺激応答性ゲル材料の溶媒の保持力を特に優れたものとしつつ、塩分に対する感度を特に優れたものとすることができる。
【００５７】
なお、本発明において、高分子材料のＬｏｇＰ値とは、高分子材料の各構成成分（構成モノマー）についての、ＬｏｇＰ値と高分子材料中におけるモル比との積の総和の値のことを指す。すなわち、高分子材料が、構成成分Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を含み、これらの各構成成分のＬｏｇＰ値をＬｏｇＰＡ、ＬｏｇＰＢ、ＬｏｇＰＣ・・・とし、これらの各構成成分の高分子材料中における含有率［ｍｏｌ％］をＣＡ、ＣＢ、ＣＣ・・・としたとき、高分子材料のＬｏｇＰ値は、０．０１＊ＣＡ＊ＬｏｇＰＡ＋０．０１＊ＣＢ＊ＬｏｇＰＢ＋０．０１＊ＣＣ＊ＬｏｇＰＣ・・・で表されるものとする。
【００５８】
刺激応答性ゲル材料中における高分子材料の含有率は、０．７質量％以上３６．０質量％以下であるのが好ましく、２．４質量％以上２７．０質量％以下であるのがより好ましい。
【００５９】
これにより、刺激応答性ゲル材料の取り扱いが特に容易になるとともに、塩分に対する感度・定量性が特に優れたものとなる。
【００６０】
［溶媒］
本発明の刺激応答性ゲル材料は、溶媒を含むものである。
これにより、前述した高分子材料をゲル化させることができる。
【００６１】
溶媒としては、水素結合を形成し得るものを好適に用いることができ、より具体的は、例えば、水；メタノール、エタノール等の各種アルコール等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、水を含むものであるのが好ましい。
【００６２】
これにより、より幅広い濃度範囲にわたって塩分濃度の検出、定量が可能になるとともに、刺激応答性ゲル材料において溶媒がより好適に保持され、刺激応答性ゲル材料の安定性、信頼性を特に優れたものとすることができる。
【００６３】
刺激応答性ゲル材料中における溶媒（水素結合を形成し得る溶媒）の含有率は、３０質量％以上９５質量％以下であるのが好ましく、５０質量％以上９０質量％以下であるのがより好ましい。
【００６４】
これにより、刺激応答性ゲル材料の取り扱いが特に容易になるとともに、塩分に対する感度・定量性が特に優れたものとなる。
【００６５】
［微粒子］
本発明の刺激応答性ゲル材料は、平均粒子径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微粒子を含むものである。
【００６６】
これにより、刺激応答性ゲル材料が塩分濃度の変化の刺激を受けた際に、コロイド結晶による構造色の変化が容易に認識されるため、塩分濃度の検出、定量を容易かつ確実に行うことができる。
【００６７】
また、刺激応答性ゲル材料が微粒子を含むことにより、刺激応答性ゲル材料が接触する塩分の濃度によって、反射光の波長が大きく変化するため、塩分濃度の定量性を優れたものとすることができる。
【００６８】
本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で３分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器（ＣＯＵＬＴＥＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＩＮＳ製ＴＡ−ＩＩ型）にて、５０μｍのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。
【００６９】
微粒子の構成材料としては、シリカ、酸化チタン等の無機材料；ポリスチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルスルフォン、ナイロン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の有機材料（ポリマー）等が挙げられるが、微粒子は、シリカ微粒子であるのが好ましい。これにより、微粒子の形状の安定性等を特に優れたものとし、刺激応答性ゲル材料の耐久性、信頼性等を特に優れたものとすることができる。また、シリカ微粒子は、粒度分布がシャープなもの（単分散微粒子）として入手が比較的容易であるため、刺激応答性ゲル材料の安定的な生産、供給の観点からも有利である。
【００７０】
微粒子の形状は、特に限定されないが、球状であるのが好ましい。これにより、コロイド結晶による構造色がより確実に視認され、塩分濃度の定量をより容易に、また、より確実に行うことができる。
【００７１】
微粒子の平均粒子径は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であればよいが、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であるのが好ましい。
これにより、微粒子を含むことによる前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００７２】
刺激応答性ゲル材料は、異なる複数種の微粒子を含むものであってもよい。
刺激応答性ゲル材料中における微粒子の含有率は、１．６質量％以上３６質量％以下であるのが好ましく、４．０質量％以上２４質量％以下であるのがより好ましい。
【００７３】
これにより、刺激応答性ゲル材料が微粒子を含むことによる前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００７４】
［その他の成分］
本発明の刺激応答性ゲル材料は、前述した以外の成分（その他の成分）を含むものであってもよい。
【００７５】
このような成分としては、例えば、着色剤、スリップ剤（レベリング剤）、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、水素結合を形成し得ない溶媒、保湿剤等が挙げられる。
【００７６】
［刺激応答性ゲル材料の全体形状］
刺激応答性ゲル材料の形状は、いかなるものであってもよく、例えば、シート状（フィルム状）、板状、ブロック状、紐状、筒状、粒子状等が挙げられる。
【００７７】
［刺激応答性ゲル材料の用途］
本発明の刺激応答性ゲル材料は、幅広い濃度領域で塩分濃度の検出を容易かつ安定的に行うことができ、定量性に優れている。
【００７８】
本発明の刺激応答性ゲル材料のより具体的な用途としては、例えば、体外分泌物（例えば、汗、尿、唾液等）中に含まれる塩分の検出手段、食品に含まれる塩分の検出手段、水中に含まれる塩分（例えば、汽水域、河川、水田等に含まれる塩分）の検出手段、細胞培養モニター等が挙げられる。
【００７９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【実施例】
【００８０】
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００８１】
［１］刺激応答性ゲル材料の製造
（実施例１）
容器中において、第１のモノマーとしてのＮ−イソプロピルアクリルアミドの１５質量％水溶液：１．０ｍＬと、第２のモノマーとしての３−アクリルアミドフェニルボロン酸の５質量％水溶液：０．５ｍＬと、架橋剤としてのＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドの２質量％水溶液：０．２ｍＬと、重合開始剤としての下記式（２）で表される化合物の３．３質量％水溶液：０．０６ｍＬとを混合し、さらに、ここに、シリカナノ粒子（平均粒子径：８０ｎｍ）の水分散液（シリカ濃度：４０質量％）：０．５ｍＬを少量ずつ添加、撹拌し、混合液を得た。
【００８２】
【化３】
2015151436.tif 000004
【００８３】
次に、前記混合液中に、その液量体積の２分の１のイオン交換樹脂を入れ、構造色がでるまでよく撹拌した。
【００８４】
次に、構造色が発現した混合液のみをマイクロピペットで採取することにより、イオン交換樹脂と分離し、別の容器（セプタム蓋容器）へ入れた。
【００８５】
その後、窒素バブリングにより脱気処理を行った。脱気時間は３００秒、窒素ガス流量は１０ｍＬ／分とした。
【００８６】
一方、洗浄処理を行った後、さらに、シランカップリング処理を施した１８ｍｍ×１８ｍｍのガラス板（第１のガラス基板）を用意した。この第１のガラス基板に、厚さ０．１ｍｍのスペーサーを接着し、さらに、このスペーサーを介して、第１のガラス基板よりも大きい第２のガラス基板（２０ｍｍ×２０ｍｍ）にも接着させ、セルを作製した。
【００８７】
次に、前記セルをセプタム蓋付き透明容器（ガラス容器）に入れ、窒素ガスを充填した。
【００８８】
次に、構造色が発現した混合液を、ニードル付きシリンジで吸い取り、セプタム蓋を介してニードルによりセル内に注入した。
その後、ニードルをセプタム蓋から抜き取り、蓋をさらにパラフィルムで密閉した。
【００８９】
次に、透明容器内のセルに紫外線（ピーク波長：３６５ｎｍ；ウシオ電機社製ＳＰ−７）を照射し、前記混合液の重合反応を行った。
【００９０】
その後、透明容器よりセルを取り出し純水に浸漬し、水中にて、第１のガラス基板から第２のガラス基板を剥離し、膜状の刺激応答性ゲル材料を得た。
【００９１】
なお、前記の説明において、特に温度の開示のないものは、室温（２５℃）にて行った。
【００９２】
（実施例２〜１１）
混合液の調製に用いる成分の種類、使用量を変更した以外は、前記実施例１と同様にして刺激応答性ゲル材料を製造した。
【００９３】
（比較例１）
混合液の調製において、第２のモノマーを用いず、その分、第１のモノマーの使用量を増やした以外は、前記実施例１と同様にして刺激応答性ゲル材料を製造した。
【００９４】
（比較例２）
混合液の調製において、第１のモノマーを用いず、その分、第２のモノマーの使用量を増やした以外は、前記実施例１と同様にして刺激応答性ゲル材料を製造した。
【００９５】
（比較例３）
混合液の調製において、第１のモノマーの代わりに、メトキシシリルプロピルアクリレートを用いた以外は、前記実施例１と同様にして刺激応答性ゲル材料を製造した。
【００９６】
（比較例４）
混合液の調製において、第２のモノマーの代わりに、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミドを用いた以外は、前記実施例１と同様にして刺激応答性ゲル材料を製造した。
【００９７】
前記各実施例および比較例の刺激応答性ゲル材料の構成等を表１にまとめて示す。なお、表１中、第１のモノマーとしてのＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＬｏｇＰ値：０．５９８）を「１Ａ」、第１のモノマーとしてのＮ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド（ＬｏｇＰ値：０．４６３）を「１Ｂ」、第１のモノマーとしてのジアセトンアクリルアミド（ＬｏｇＰ値：０．６０４）を「１Ｃ」、第１のモノマーとしてのＮ−ｔ−ブチルアクリルアミド（ＬｏｇＰ値：０．６７６）を「１Ｄ」、第１のモノマーとしてのＮ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド（ＬｏｇＰ値：０．７７３）を「１Ｅ」、第２のモノマーとしてのＮ−イソプロピルメタクリルアミド（ＬｏｇＰ値：１．１６）を「２Ａ」、第２のモノマーとしてのＮ−（ブトキシメチル）アクリルアミド（ＬｏｇＰ値：１．２５２）を「２Ｂ」、第２のモノマーとしてのＮ−（イソブトキシメチル）アクリルアミド（ＬｏｇＰ値：１．２５９）を「２Ｃ」、第２のモノマーとしての３−アクリルアミドフェニルボロン酸（ＬｏｇＰ値：１．３９９）を「２Ｄ」、第２のモノマーとしてのＮ−フェニルアクリルアミド（ＬｏｇＰ値：１．５２４）を「２Ｅ」、メトキシシリルプロピルアクリレート（ＬｏｇＰ値：０．８６２）を「１’Ａ」、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＬｏｇＰ値：０．０８９）を「２’Ａ」、架橋剤としてのＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドを「ＢＡ１」で示した。また、高分子材料の構成成分のＬｏｇＰ値としては、ＣＡＣｈｅによる計算値を採用した。
【００９８】
【表１】
2015151436.tif 000005
【００９９】
［２］刺激応答性ゲル材料の評価
［２．１］塩分濃度変化に対するゲル膜の反射スペクトル変化
前記各実施例および比較例において、第１のガラス基板上に作製した膜状の刺激応答性ゲル材料（１６ｍｍ×１６ｍｍ）を容器中の純水に浸漬しておいた。
【０１００】
次に、純水から取り出した刺激応答性ゲル材料の余分な水分を除去した後、予め所定の濃度の評価用の食塩水を満たしておいた直径６ｃｍのプラスチック容器内に入れ、食塩水に浸漬した。
【０１０１】
刺激応答性ゲル材料を食塩水に５分間静置し、刺激応答性ゲル材料の色変化がなくなり色が安定したことを確認した。
【０１０２】
その後、色の安定した刺激応答性ゲル材料について、第１のガラス基板側から測色計測（Ｘ−Ｒｉｔｅ社ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅ）を行い、刺激応答性ゲル材料の反射スペクトルデータを取得した。
【０１０３】
測色計測終了後、刺激応答性ゲル材料を純水で満たされた容器に移動し、１０分間静置することにより、刺激応答性ゲル材料の色変化がなくなり色が安定したことを確認した。
【０１０４】
その後、刺激応答性ゲル材料を純水から取り出し、濃度を変更した評価用の食塩水に刺激応答性ゲル材料を浸漬し、５分間静置し、刺激応答性ゲル材料の色変化がなくなり色が安定したことを確認した。
【０１０５】
その後、色の安定した刺激応答性ゲル材料について、前記と同様にして測色計測を行い、刺激応答性ゲル材料の反射スペクトルデータを取得した。
【０１０６】
上記のような操作を繰り返し行うことにより、ＮａＣｌの濃度が０質量％以上５．０質量％の範囲において、塩分濃度（Ｘ軸）と、刺激応答性ゲル材料の反射光のピーク波長（Ｙ軸）との関係を示すグラフを作成し、グラフの傾きの絶対値（｜ΔＹ／ΔＸ｜）が３０［ｎｍ／質量％］以上である濃度領域の範囲の幅（以下、「所定感度以上の領域の幅」という）を求め、以下の基準に従い評価した。
【０１０７】
Ａ：所定感度以上の領域の幅が３．０質量％以上である。
Ｂ：所定感度以上の領域の幅が２．５質量％以上３．０質量％未満である。
Ｃ：所定感度以上の領域の幅が２．０質量％以上２．５質量％未満である。
Ｄ：所定感度以上の領域の幅が１．５質量％以上２．０質量％未満である。
Ｅ：所定感度以上の領域の幅が１．５質量％未満である。
【０１０８】
なお、前記の説明において、特に温度の開示のないものは、室温（２５℃）にて行い、純水、評価用食塩水としても２５℃のものを用いた。
これらの結果を表２にまとめて示す。
【０１０９】
【表２】
2015151436.tif 000006
【０１１０】
表２から明らかなように、本発明の刺激応答性ゲル材料では、幅広い濃度領域で塩分濃度の検出を容易かつ安定的に行うことができた。また、本発明の刺激応答性ゲル材料では、ＮａＣｌの濃度が低い範囲（ＮａＣｌの濃度が０質量％以上１．０質量％の範囲）でも十分に優れた感度を有していた。これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。具体的には、比較例では、塩分濃度の検出を安定的に行うことができる濃度領域が狭いものであった。また、比較例では、ＮａＣｌの濃度が低い範囲（ＮａＣｌの濃度が０質量％以上１．０質量％の範囲）での感度が特に劣ったものであった。