(57)【要約】【課題】本発明は、簡易な装置によって、無色・無臭の過酸化水素ガスを簡便且つ迅速に測定すること。【解決手段】過酸化水素ガス用センサＡと、ポテンシオスタット等の電流測定器Ｂと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／ＤコンバータＣと、該Ａ／ＤコンバータＣからの信号にて過酸化水素ガスの応答性をパソコンＰに表示させうる過酸化水素ガスセンサシステムであること。前記過酸化水素ガス用センサＡは、電気化学センサ１と、該電気化学センサ１の感応部１ａを被覆するカタラーゼ固定化膜２からなること。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化水素ガス用センサと、ポテンシオスタット等の電流測定器と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、該Ａ／Ｄコンバータからの信号にて過酸化水素ガスの応答性をパソコンに表示させうる過酸化水素ガスセンサシステムであって、前記過酸化水素ガス用センサは、電気化学センサと、該電気化学センサの感応部を被覆するカタラーゼ固定化膜からなることを特徴とする過酸化水素ガスセンサシステム。
【請求項２】
請求項１において、前記電気化学センサは、クラーク型酸素電極としてなることを特徴とする過酸化水素ガスセンサシステム。
【請求項３】
請求項１において、前記電気化学センサの感応部に被覆するカタラーゼ固定化膜は、止め輪にて装着されてなることを特徴とする過酸化水素ガスセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡易な装置によって、無色・無臭の過酸化水素ガスを簡便且つ迅速に測定することができる過酸化水素ガスセンサシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）は生体に猛毒で、高濃度のＨ２Ｏ２を吸引すると吐き気・めまいなどを誘発することから、米国ＡＣＧＩＨ（米国産業衛生専門家会議）では、作業環境におけるＨ２Ｏ２ガス許容濃度を１ｐｐｍ  と定めている。また、Ｈ２Ｏ２は高い殺菌・漂白効果を有することから、食品添加剤としての利用や塩素系漂白剤の代替として身近に使用されている。しかし、Ｈ２Ｏ２は無色・無臭で無意識のまま吸引・摂取する危険性がある。
【０００３】
一般に過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガスはフーリエ変換赤外分光法などの分析装置やガス検知管により検出、定量可能であるが、装置などは高価かつ取り扱いが煩雑、連続的な計測に適さない等の問題があり、簡便かつ迅速に測定可能なセンサの開発が求められている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１５５１１８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）溶液に対して、その濃度測定をする試薬及びその測定法である。しかし、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガスに対して、濃度測定るする装置は存在しない。特に、Ｈ２Ｏ２ガスは無臭ガスであるがゆえに、安全且つ簡単に測定できる装置の開発が望まれている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、過酸化水素ガス用センサと、ポテンシオスタット等の電流測定器と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、該Ａ／Ｄコンバータからの信号にて過酸化水素ガスの応答性をパソコンに表示させうる過酸化水素ガスセンサシステムであって、前記過酸化水素ガス用センサは、電気化学センサと、該電気化学センサの感応部を被覆するカタラーゼ固定化膜からなる過酸化水素ガスセンサシステムとしたり、或いは、前記構成において、前記電気化学センサはクラーク型酸素電極としてなる過酸化水素ガスセンサシステムとしたり、或いは、前記構成において、前記電気化学センサの感応部に被覆するカタラーゼ固定化膜は止め輪にて装着されてなる過酸化水素ガスセンサシステムとしたことにより、前記課題を解決したものである。
【０００７】
特に、本発明では、暗所や騒音が大きな場所でも、情報の伝達や認識に利用することができる。また無知覚なガス情報、つまり無臭ガスを対象に、その物質を認識するセンサを組合わせることで、無知覚な情報システムを構築することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、図１は本発明全体のシステム図である。過酸化水素ガス用センサＡと、ポテンシオスタット等の電流測定器Ｂと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／ＤコンバータＣと、表示画面１０を有するパソコン（パーソナルコンピュータ）Ｐとから構成されている。
【０００９】
前記過酸化水素ガス用センサＡは、図２に示すように、クラーク型酸素電極としての電気化学センサ１と、カタラーゼ固定化膜２と、止め輪３とから構成されている。前記カタラーゼ固定化膜２は、透析膜２ａにカタラーゼなる酵素（ＥＣ１．１１．１．６）  と光架橋性樹脂（ＰＶＡ−ＳｂＱ）とが混合され、該混合されたペーストが、予め洗浄し乾燥された前記透析膜２ａに含浸、塗布されて乾燥された後、蛍光灯照射による光架橋にて酵素が包括固定化されて構成されている。前記止め輪３はシリコーン製のリングとして使用されることがある。
【００１０】
前記クラーク型酸素電極としての電気化学センサ１は、電解液（塩化カリウム溶液）を含む円筒の容器の中に作用電極（白金）と対極（銀）に備えられ、円筒の一端がガス透過性膜（隔膜）にて外部と隔てられ、外部より流入する酸素分子を２電極での電気化学反応にて検出し、一定の電位（−７００ｍＶ  ｖｓ．Ａｇ）を２電極間に印加して、電気化学反応に伴う電流値の変化として  酸素を定量することができるものである。
【００１１】
特に、過酸化水素ガスの存在下において、次式のように、カタラーゼの触媒反応に伴い、増加する溶存酸素濃度を酸素電極にて検出し、過酸化水素を定量することとしたものである。
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【００１２】
【実施例】
前記カタラーゼ固定化膜２は、カタラーゼ（ＥＣ１．１１．１．６）  と光架橋性樹脂（ＰＶＡ−ＳｂＱ）が混合（重量比１：１００）されたペーストが、予め洗浄し乾燥された透析膜２ａに含浸、塗布される。そして、冷暗所（２℃）にて１時間乾燥された後に、３０分間の蛍光灯照射による光架橋にて酵素が包括固定化されて作製される。前記カタラーゼ固定化膜２が、キャップ状又は板片状に形成されて前記電気化学センサ１の感応部１ａに被覆され、この状態にて止め輪３にて固定される。
【００１３】
そして、揮発性ガスとしての過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガスの情報検出では、濃度の異なる過酸化水素溶液（６０μｌ）を含浸させた濾紙片４（２０×２５×０．２５ｍｍ）  （図３に示すように６種類）を密閉容器５（１Ｌ）内に入れ（図１参照）、室温で１時間気化させた後、濾紙片４を取り除き、ガス濃度を均一化した容器内について、前記過酸化水素ガス用センサＡの感応部１ａを緩衝液にて浸潤させて計測し、過酸化水素ガスの応答性として揮発性ガスの情報を取り込んだ（図３参照）。
【００１４】
さらに、具体的には、前記密閉容器５内に過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガスを充満させる一つの方法として、過酸化水素溶液を含浸させた濾紙片４を前記密閉容器５内に放置し、室温にて蒸気拡散させた。その後、前記過酸化水素ガス用センサＡによる計測すると共に、図１点線に示すように、校正用として市販の過酸化水素ガス検知管７にて、チューブ６を介して前記密閉容器５内の過酸化水素ガスの濃度を定量した。
【００１５】
その結果、図３に示すように、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガスの濃度の増加とセンサ出力の増加が確認される。つまり、カタラーゼのガス選択性に優れた触媒反応に伴う酸素濃度の増加ができることも判る。さらに、無臭の過酸化水素ガス（１．０−１０．８ｐｐｍ）を定性定量可能で、無臭の揮発性ガスの情報を取り込むことができる。
【００１６】
過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガスに対する検量特性を液相系で調べた結果、Ｈ２Ｏ２濃度に応じた出力の増加が観察され、出力定常値をもとに検量特性を調べた結果、Ｈ２Ｏ２溶液を２．０−１６ｍｍｏｌ／ｌ  の濃度範囲で定量可能であった。またガス計測に適用した結果、Ｈ２Ｏ２ガス濃度に応じたセンサ出力の増加が観察され、得られたセンサ出力定常値をもとに検量特性を調べた結果、無臭のＨ２Ｏ２ガスを１．０〜１０．８ｐｐｍの範囲で定量可能で、米国ＡＣＧＩＨが定める作業環境におけるＨ２Ｏ２ガス許容濃度（１ｐｐｍ）を検出し得る感度が得られた（図４参照）。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明では、過酸化水素ガス用センサＡと、ポテンシオスタット等の電流測定器Ｂと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／ＤコンバータＣと、該Ａ／ＤコンバータＣからの信号にて過酸化水素ガスの応答性をパソコンＰに表示させうる過酸化水素ガスセンサシステムであって、前記過酸化水素ガス用センサＡは、電気化学センサ１と、該電気化学センサ１の感応部１ａを被覆するカタラーゼ固定化膜２からなる過酸化水素ガスセンサシステムとしたことにより、無臭である過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガスに対して、暗所や騒音が大きな場所でも、情報の伝達や認識に利用することができる。特に、無知覚なガス情報、つまり無臭ガスを対象に、確実に、その過酸化水素ガスの濃度検出が測定できるものであり、無知覚な情報システムを構築することができる。さらに、食品添加剤としての利用や塩素系漂白剤の代替として身近に使用されているＨ２Ｏ２（高い殺菌・漂白効果のため）の使用状態を簡単に把握でき、安全性に貢献できる利点もある。
【００１８】
また、請求項２の発明においては、請求項１において、前記電気化学センサ１はクラーク型酸素電極としてなる過酸化水素ガスセンサシステムとしたことにより、特に、クラーク型酸素電極なる前記電気化学センサ１と前記カタラーゼ固定化膜２とを組合わせることで、従来は溶液中でしか、過酸化水素溶液として測定できないものであったが、空気中においても、測定できる構成にできたものであり、その効果は計り知れないものがある。
【００１９】
また、請求項３の発明においては、請求項１において、前記電気化学センサ１の感応部１ａに被覆するカタラーゼ固定化膜２は止め輪３にて装着されてなる過酸化水素ガスセンサシステムとしたことにより、前記カタラーゼ固定化膜２を空気中において確実に着脱可能にできる構成にでき、取扱性の優れたものにできる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の簡略した構成図
【図２】過酸化水素ガス用センサの分解図
【図３】過酸化水素ガス用センサの応答性のグラフ
【図４】過酸化水素ガスに対する検量特性のグラフ
【符号の説明】
Ａ…過酸化水素ガス用センサ
Ｂ…電流測定器
Ｃ…Ａ／Ｄコンバータ
Ｐ…パソコン
１…電気化学センサ
１ａ…感応部
２…カタラーゼ固定化膜
３…止め輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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