(57)【要約】【課題】本発明は、吸収スペクトルを分析することにより、らせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を容易に検出できる物質センシング方法及び物質センシング装置を提供する。【解決手段】本発明に係る物質センシング方法は、試料に対してテラヘルツ光を照射し、試料のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定する。測定した吸収スペクトルの吸収ピークを検出して、試料におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を検出する。検出対象となる高分子材料は、メチル基より大きい官能基が、らせん構造の外側に並んで配置されている構造を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料における対象物質の存在を検出する物質センシング方法において、
前記試料に対してテラヘルツ光を照射するステップと、
前記試料のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定するステップと、
測定した吸収スペクトルの吸収ピークを検出して、前記試料におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を検出するステップと
を含むことを特徴とする物質センシング方法。
【請求項２】
前記高分子材料は、メチル基より大きい官能基が、らせん構造の外側に並んで配置されている構造を有することを特徴とする請求項１に記載の物質センシング方法。
【請求項３】
前記テラヘルツ光の測定時の周波数は、１〜２０ＴＨｚであることを特徴とする請求項１又は２に記載の物質センシング方法。
【請求項４】
試料における対象物質の存在を検出する物質センシング装置において、
前記試料に対してテラヘルツ光を照射する照射手段と、
前記試料のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定する測定手段と、
該測定手段で測定した吸収スペクトルの吸収ピークを検出して、前記試料におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする物質センシング装置。
【請求項５】
前記高分子材料は、メチル基より大きい官能基が、らせん構造の外側に並んで配置されている構造を有することを特徴とする請求項４に記載の物質センシング装置。
【請求項６】
前記テラヘルツ光の測定時の周波数は、１〜２０ＴＨｚであることを特徴とする請求項４又は５に記載の物質センシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質センシング方法及び物質センシング装置に関し、特にテラヘルツの周波数領域の光（テラヘルツ光）の照射により試料における対象物質の存在を検出する物質センシング方法及び物質センシング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、対象物質と結びつく高分子材料を用いて試料における対象物質の存在を検出する物質センシング方法が開発されている。斯かる物質センシング方法では、試料に含まれる対象物質と結びつくことで分子の構造が変化する高分子材料を用いている。そのため、高分子材料の分子の構造が変化したことを検知することで、試料における対象物質の存在を検出することができる。
【０００３】
一方、テラヘルツ光の吸収スペクトルに基づいて、試料の分子間相互作用を検出して、試料の構造、対象物質と他の物質との結合等を調べる方法が開示されている（特許文献１及び２参照）。例えば特許文献１では、テラヘルツ光の照射により生じるスペクトルを分析することにより、試料のマクロ構造を調査する方法が開示されている。また、特許文献２では、特異的に結合する生体分子結合事象、例えば抗体／抗原結合、受容体／リガンド結合等を、テラヘルツ光の放射により得ることができる出射放射線のラマン分光分析を用いて検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５１７９２５号公報
【特許文献２】特表２００８−５０９３９１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】西澤  潤一、「テラヘルツ波の基礎と応用」、工業調査会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、テラヘルツ光の吸収スペクトルに基づいて分光分析する方法は、分子量が小さい試料に対しては有効であるものの、高分子ポリマ等の分子量が大きい試料を用いる場合、取得した光の吸収スペクトルがなだらかに広がり、吸収ピークを検出することが困難になるという問題点があった。
【０００７】
例えば、単糖類、ＤＮＡ要素である核酸塩基等のように試料の分子量が小さい場合、取得した吸収スペクトルに特徴的な吸収ピークが出現する。一方、試料の分子構造が複雑である場合、試料の分子量が大きい場合等は、分子内、分子間の複雑な相互作用により多くの基準振動が重なり合い、吸収スペクトルがなだらかに広がり、吸収ピークを検出することが困難になる。具体的には、非特許文献１にも開示してあるように、試料が核酸塩基であるグアニンである場合、吸収スペクトル分布において３ＴＨｚ及び４．８ＴＨｚで特徴的な吸収ピークが出現している。しかし、試料が、グアニンに糖類分子であるリボースが結合したグアノジンである場合、取得した吸収スペクトルがなだらかに広がり、吸収ピークを検出することが困難になる。
【０００８】
また、物質の分子の構造が変化したことを検知する方法として、赤外線吸収スペクトル、ＣＤ（ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｄｉｃｈｒｏｉｓｍ）スペクトル等を利用する検知方法が知られている。赤外線吸収スペクトルを利用する検知方法は、物質に赤外線を照射し、該物質で吸収される赤外線のスペクトルの変化に基づいて、物質の分子の構造が変化したことを検知する方法である。しかし、赤外線吸収スペクトルを利用する検知方法では、赤外線が分子の局所的な振動にのみ吸収される性質を有することから、分子の局所的な構造の変化しか検知することができない。そのため、官能基など数原子から成る構成原子団の分子の構造が変化したことを検知することはできるが、分子量の大きい高分子材料の分子の構造が変化したことを検知することはできない。
【０００９】
一方、ＣＤスペクトルを利用する検知方法は、物質に左円偏光の光と、右円偏光の光とを照射し、該物質で吸収されるそれぞれの光の吸収強度（吸光度）の差を利用して物質の分子の構造が変化したことを検知する方法であり、キラリティ（ｃｈｉｒａｌｉｔｙ）（物質の分子構造を、該物質の鏡像と重ね合わすことができない性質）の異なる物質を検知することが可能である。そのため、ＣＤスペクトルを利用する検知方法では、分子量の大きい高分子材料の分子の構造がキラリティを有するらせん構造に変化したことを検知することができる。しかし、高分子材料の分子の構造がキラリティを有する分子の構造に変化した場合は検知できるが、それ以外の分子の構造に変化した場合は検知することができないおそれがある。
【００１０】
さらに、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量測定）を利用する検知方法も開発されている。ＤＳＣでは、結晶融解又は結晶化により発生する熱量を測定することにより、結晶化の度合を検出することができる。しかし、検出することができるのは結晶化の度合だけであり、異なる結晶相が生じている場合であっても区別することができない。また、破壊検査の一種であり、対象物質の状態を維持して測定することができない。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、吸収スペクトルを分析することにより、らせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を容易に検出できる物質センシング方法及び物質センシング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明に係る物質センシング方法は、試料における対象物質の存在を検出する物質センシング方法において、前記試料に対してテラヘルツ光を照射するステップと、前記試料のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定するステップと、測定した吸収スペクトルの吸収ピークを検出して、前記試料におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を検出するステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
上記構成では、試料に対してテラヘルツ光を照射し、試料のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定する。測定した吸収スペクトルの吸収ピークを検出して、試料におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を検出している。高分子材料がらせん状の立体構造を有しているので、規則的な高次構造により各部分における振動が等価となり、離散的な吸収ピークを検出することができる。したがって、検出した吸収ピークの特徴に応じて高分子材料の立体構造を高い精度で検出することが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る物質センシング方法は、前記高分子材料は、メチル基より大きい官能基が、らせん構造の外側に並んで配置されている構造を有することが好ましい。
【００１５】
上記構成では、高分子材料が、メチル基より大きい官能基が、らせん構造の外側に並んで配置されている構造を有するので、吸収スペクトルにより鮮明な吸収ピークが出現する。したがって、より精緻に高分子材料の立体構造の変化を検知することが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る物質センシング方法は、前記テラヘルツ光の測定時の周波数は、１〜２０ＴＨｚであることが好ましい。
【００１７】
上記構成では、照射する光の周波数が、１〜２０ＴＨｚのテラヘルツ領域であるにもかかわらず、高分子材料がらせん状の立体構造を有するために、測定した吸収スペクトルに吸収ピークが出現し、吸収ピークの変動を解析することにより高分子材料の立体構造の変化を検知することが可能となる。
【００１８】
次に、上記目的を達成するために本発明に係る物質センシング装置は、試料における対象物質の存在を検出する物質センシング装置において、前記試料に対してテラヘルツ光を照射する照射手段と、前記試料のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定する測定手段と、該測定手段で測定した吸収スペクトルの吸収ピークを検出して、前記試料におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
上記構成では、試料に対してテラヘルツ光を照射し、試料のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定する。測定した吸収スペクトルの吸収ピークを検出して、試料におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を検出している。高分子材料がらせん状の立体構造を有しているので、規則的な高次構造により各部分における振動が等価となり、離散的な吸収ピークを検出することができる。したがって、検出した吸収ピークの特徴に応じて高分子材料の立体構造を高い精度で検出することが可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る物質センシング装置は、前記高分子材料は、メチル基より大きい官能基が、らせん構造の外側に並んで配置されている構造を有することが好ましい。
【００２１】
上記構成では、高分子材料が、メチル基より大きい官能基が、らせん構造の外側に並んで配置されている構造を有するので、吸収スペクトルのテラヘルツ領域により鮮明な吸収ピークが出現する。したがって、より精緻に高分子材料の構造の変化を検知することが可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る物質センシング装置は、前記テラヘルツ光の測定時の周波数は、１〜２０ＴＨｚであることが好ましい。
【００２３】
上記構成では、照射する光の周波数が、１〜２０ＴＨｚのテラヘルツ領域であるにもかかわらず、高分子材料がらせん状の立体構造を有するために、測定した吸収スペクトルに吸収ピークが出現し、吸収ピークの変動を解析することにより高分子材料の立体構造の変化を検知することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成によれば、試料に対してテラヘルツ光を照射し、試料のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定する。測定した吸収スペクトルの吸収ピークを検出して、試料におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料の存在を検出している。高分子材料がらせん状の立体構造を有しているので、規則的な高次構造により各部分における振動が等価となり、離散的な吸収ピークを検出することができる。したがって、検出した吸収ピークの特徴に応じて高分子材料の立体構造を高い精度で検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る物質センシング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る高分子材料の構成を示す模式図である。
【図３】ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がランダム構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフ及び構造模式図である。
【図４】ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がα型の結晶構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフである。
【図５】ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がβ型の結晶構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフである。
【図６】ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がＯ−Ｃα結合及びＣα−Ｃ結合の二面角が約６０度である、いわゆるゴーシュ型（以下、ｇｇ型という）のらせん状の立体構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフである。
【図７】ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がＯ−Ｃα結合及びＣα−Ｃ結合の二面角が約１８０度である、いわゆるトランス型（以下、ｔｔ型という）のらせん状の立体構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフである。
【図８】非結晶状態のポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）及び結晶状態のポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の吸収スペクトルの測定結果を示すグラフである。
【図９】１．７５ＴＨｚにおける結晶化度と透過率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係る物質センシング方法及び物質センシング装置について、図面に基づいて具体的に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係る物質センシング装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、物質センシング装置１は、テラヘルツの周波数領域の光（テラヘルツ光）を測定することが可能なフーリエ分光光度計であり、光源３、干渉計４、検出器５、コンピュータ６を備えている。なお、本発明の実施の形態に係る物質センシング装置１は、フーリエ分光光度計に限定されるものではなく、テラヘルツ光の吸収スペクトルを測定できる装置であれば良い。
【００２８】
本実施の形態に係る物質センシング装置１は、試料２における対象物質の存在を検出する装置である。また、本実施の形態に係る物質センシング装置１は、試料２に含まれる分子量が大きい高分子材料７の立体構造の変化を、テラヘルツ光の吸収スペクトルに基づいて検知する。
【００２９】
図１に示す光源３は、テラヘルツの周波数領域の光を出射することが可能な光源であり、例えばＧａＰ結晶やＧａＳｅ結晶を用いる近赤外線レーザの差周波混合に基づくテラヘルツ光源である。なお、本発明の実施の形態に係る光源３はこれに限定されず、バックワード発振器、遠赤外線レーザ、量子カスケードレーザ、自由電子レーザ、シンクロトロン放射等の光源でも良い。光源３で出力されたテラヘルツ光は、干渉計４を介して試料２へ照射される。光源３から出力されるテラヘルツ光の周波数は、１〜２０ＴＨｚである。
【００３０】
干渉計４は、図１に示すように、光源３から出射されたテラヘルツ光をビームスプリッタ４１で固定鏡４２の方向と移動鏡４３の方向とに分光し、ビームスプリッタ４１から固定鏡４２までの光路とビームスプリッタ４１から移動鏡４３までの光路との差を利用して光源３からのテラヘルツ光の周波数を掃引（例えば、０．８ＴＨｚから５．８ＴＨｚまで）する。なお、光源３及び干渉計４は、試料２にテラヘルツ光を照射する照射手段として機能している。
【００３１】
試料２には、干渉計４で周波数が掃引されたテラヘルツ光が照射され、検出器５は、試料２を透過又は試料２で反射したテラヘルツ光の周波数ごとの強度を測定する。また、検出器５は、測定したテララヘルツ光の周波数ごとの強度から試料２の周波数ごとの吸収強度及び透過率を算出して、テラヘルツ光の吸収スペクトルを取得する。検出器５には、室温で動作可能なＤＴＧＳ（Ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ  Ｔｒｉ−Ｇｌｙｃｉｎｅ  Ｓｕｌｆａｔｅ）を使用することができる。なお、本発明の実施の形態に係る検出器５は、これに限定されない。また、図１に示す検出器５の配置は、試料２を透過したテラヘルツ光の強度を測定する場合の配置である。また、検出器５は、テラヘルツ光の照射による試料２のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定する測定手段として機能する。
【００３２】
検出器５は、測定した試料２のテラヘルツ光の吸収スペクトルをコンピュータ６に送信する。コンピュータ６は、検出器５に接続されており、検出器５で取得した試料２のテラヘルツ光の吸収スペクトルに基づいて、試料２におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料７の存在を検出する。なお、コンピュータ６は、試料２におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料７の存在を検出する検出手段として機能する。
【００３３】
従来、テラヘルツ光の吸収スペクトルに基づいて、試料の分子間相互作用を検出していたが、分子量が大きい材料や分子形状が複雑な材料を検出する対象物質とする場合、多くの基準振動が重なり合い、取得した吸収スペクトルに吸収ピークが明確に出現せず、吸収ピークを検出することが困難であるという問題点があった。しかし、高分子材料７がらせん状の立体構造を有する場合には、テラヘルツ光の吸収スペクトルに吸収ピークが出現することを発見した。
【００３４】
本実施の形態に係る高分子材料７は、らせん状の立体構造を有している。図２は、本発明の実施の形態に係る高分子材料７の構成を示す模式図である。図２（ａ）は、ＣＯ−ＣＣＨ3 基の捩れ振動の状態を示しており、図２（ｂ）は、ＣＨ3 基の捩れ振動及び揺れ振動と主鎖の振動とを示している。
【００３５】
図２（ａ）では、主鎖の振動と連動して、ＣＯ−ＣＣＨ3 基２１、２２が、互いに反対方向へと捩れ振動している。すなわち、ＣＯ−ＣＣＨ3 基２１は図２（ａ）の手前側から
奥側へと捩れ、同時にＣＯ−ＣＣＨ3 基２２は図２（ａ）の奥側から手前側へと捩れている。つまり、図２（ａ）では、メチル基（ＣＨ3 基）より大きい官能基（−ＣＯ−）が、らせん構造の外側に並んで配置されている構造を有している。
【００３６】
また、図２（ｂ）では、主鎖の振動と連動して、ＣＨ3 基２３が矢印方向に揺れ振動すると同時に、ＣＣＨ3 基２４、２５は互いに反対方向へと捩れ振動している。このように、側鎖に存在するメチル基（ＣＨ3 基）が主鎖と連動して振動する振動モードがテラヘルツ光を吸収する。
【００３７】
ここで、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）について、テラヘルツ光の照射による吸収スペクトルを計算して、分子の立体構造の検出を試みる。図３は、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がランダム構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフ及び構造模式図である。図３（ａ）は、分子鎖がランダム構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフを示しており、図３（ｂ）及び（ｃ）は、分子鎖がランダム構造を有する場合の構造例を模式的に示している。
【００３８】
分子の振動モードの解析には、密度汎関数理論（ＤＦＴ：Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｔｈｅｏｒｙ）に基づく第一原理計算を行っている。分子の振動モードの計算には量子力学プログラムである「ＤＭｏｌ３」を用い、基底関数としてはＤＮＤ（Ｄｏｕｂｌｅ−Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｄ−ＤＮＰ）を、汎関数にはＰＷＣ（Ｐｅｒｄｅｗ−Ｗａｎｇ  ＬＤＡ関数）を、それぞれ用いている。以下、分子の振動モードを解析して吸収スペクトルを計算する場合には、同様の第一原理計算を行っている。
【００３９】
図３（ａ）のグラフでは、図３（ｂ）に示す分子構造を有する場合の吸収スペクトルの分布をグラフ４４に、図３（ｃ）に示す分子構造を有する場合の吸収スペクトルの分布をグラフ４５に、それぞれ示している。グラフ４４、４５からも明らかなように、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がランダム構造を有する場合には、吸収スペクトルは比較的均等にばらついており、吸収ピークを検出することが非常に困難であることが分かる。
【００４０】
これは、側鎖のメチル基が主鎖と連動して回転又は伸縮する振動モードが様々な振動エネルギーを有しているので、各分子鎖の吸収波長が一定にならないことに起因する。吸収スペクトルは、各分子鎖からの吸収スペクトルを重ね合わせた状態で計算されるので、吸収ピークを検出することが困難になる。
【００４１】
一方、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖が規則的な構造を有する場合についても同様に吸収スペクトル分析を行った。図４は、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がα型の結晶構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフであり、図５は、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がβ型の結晶構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフである。α型は、１０／３らせん（モノマー１０ユニットで３回転するらせん）構造であり、β型は、３／１らせん（モノマー３ユニットで１回転するらせん）構造であり、どちらもらせん状の立体構造である。図４及び図５からも分かるように、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖が規則的な構造を有する場合、それぞれの構造について固有の吸収ピークが吸収スペクトル分布に出現している。
【００４２】
また、図６は、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がＯ−Ｃα結合及びＣα−Ｃ結合の二面角が約６０度である、いわゆるゴーシュ型（以下、ｇｇ型という）のらせん状の立体構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフである。図６からも分かるように、ｇｇ型では振動数１０ＴＨｚ前後及び１９ＴＨｚ前後に大きな吸収ピークが出現している。
【００４３】
さらに、図７は、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖がＯ−Ｃα結合及びＣα−Ｃ結合の二面角が約１８０度である、いわゆるトランス型（以下、ｔｔ型という）のらせん状の立体構造を有する場合の吸収スペクトルの理論計算結果を示すグラフである。図７からも分かるように、ｔｔ型では振動数６ＴＨｚ前後、１３ＴＨｚ前後及び１８ＴＨｚ前後に大きな吸収ピークが出現している。
【００４４】
このように、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子構造の相違により、吸収ピークの出現振動数がそれぞれ異なっているので、吸収スペクトルを解析することで、高分子材料７がどの構造を有しているのか、容易に推定することができる。
【００４５】
図８は、非結晶状態のポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）及び結晶状態のポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の吸収スペクトルの測定結果を示すグラフである。図８では、非結晶状態のポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の吸収スペクトルの分布をグラフ８１に、結晶状態のポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の吸収スペクトルの分布をグラフ８２に、それぞれ示している、グラフ８１、８２のいずれも、１．７ＴＨｚ前後に吸収ピークが出現している。
【００４６】
しかし、図８からも明らかなように、非結晶状態のポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の吸収スペクトルよりも、結晶状態のポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の吸収スペクトルの方が、１．７ＴＨｚ前後での吸収ピークが大きい。これは、結晶化するに伴い、α型と呼ばれる結晶が増加したことに起因する。
【００４７】
一般に、結晶化の度合である結晶化度と、吸収ピークにおける透過率との間には比例関係が存在する。図９は、１．７５ＴＨｚにおける結晶化度と透過率との関係を示すグラフである。図９に示すように、吸収ピークが出現する振動数１．７５ＴＨｚでは、結晶化度が上がれば透過率が低下し、結晶化度が下がれば透過率が上昇する比例関係にあることがわかる。したがって、吸収スペクトルを解析することにより、らせん状の立体構造を有するポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖が存在している旨を、あるいはらせん状の立体構造を有するポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）の分子鎖が結晶化している度合を、分子構造の変化の度合として容易に検知することができる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態によれば、試料２に対してテラヘルツ光を照射し、試料２のテラヘルツ光の吸収スペクトルを測定する。測定した吸収スペクトルの吸収ピークを検出して、試料２におけるらせん状の立体構造を有する高分子材料７の存在を検出している。高分子材料７がらせん状の立体構造を有しているので、規則的な高次構造により各部分における振動が等価となり、離散的な吸収ピークを検出することができる。したがって、検出した吸収ピークの特徴に応じて高分子材料７の立体構造を高い精度で検出することが可能となる。
【００４９】
また、上述した実施の形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。例えば、らせん状の立体構造を有する高分子材料７としては、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）だけではなく、様々な材料を用いることができる。天然物質では、遺伝情報を伝達するＤＮＡ、たんぱく質を構成する、α−へリックス構造を有するアミノ酸等を用いることができる。また、合成高分子では、シス−シソイドの立体構造を有するポリアセタル系高分子、耐熱性・耐衝撃性に優れたエンジニアリングプラスチックとして用いられるポリアセタ−ル、シンジオタクチック−ポリメタクリル酸メチル（ｓｔ−ＰＭＭＡ）、ポリ乳酸等を用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  物質センシング装置
２  試料
３  光源（照射手段）
４  干渉計（照射手段）
５  検出器（測定手段）
６  コンピュータ（検出手段）
７  高分子材料
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図２】
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【図３】
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