(57)【要約】【課題】幅広い領域で刺激の強さ（所定成分の濃度等）の検出を容易かつ安定的に行うことができるセンサーを提供すること。【解決手段】本発明のセンサーは、センサー用ゲルと、電極と、を備えることを特徴とする。センサー用ゲルは、刺激応答性ゲルと、前記刺激応答性ゲル中に含まれ、導電性物質を含む材料で構成された第１の粒子と、前記刺激応答性ゲル中に含まれ、構造色の発現に寄与する第２の粒子とを備えるものである。前記導電性物質の電気抵抗率をＲ１［Ω・ｍ］、前記第２の粒子の構成材料の電気抵抗率をＲ２［Ω・ｍ］としたとき、１×１０１２≦Ｒ２／Ｒ１≦１×１０２３の関係を満足するのが好ましい。前記第１の粒子の構成材料の屈折率をｎ１、前記第２の粒子の構成材料の屈折率をｎ２としたとき、−０．８≦ｎ２−ｎ１≦１．５の関係を満足するのが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
刺激応答性ゲルと、
前記刺激応答性ゲル中に含まれ、導電性物質を含む材料で構成された第１の粒子と、
前記刺激応答性ゲル中に含まれ、構造色の発現に寄与する第２の粒子とを備えることを特徴とするセンサー用ゲル。
【請求項２】
前記導電性物質の電気抵抗率をＲ１［Ω・ｍ］、前記第２の粒子の構成材料の電気抵抗率をＲ２［Ω・ｍ］としたとき、１×１０１２≦Ｒ２／Ｒ１≦１×１０２３の関係を満足する請求項１に記載のセンサー用ゲル。
【請求項３】
前記導電性物質の電気抵抗率は、１．０×１０−３Ω・ｍ以下である請求項１または２に記載のセンサー用ゲル。
【請求項４】
前記導電性物質は、金属材料、導電性金属酸化物、炭素材料、および、導電性高分子材料よりなる群から選択される１種または２種以上を含む材料で構成されたものである請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサー用ゲル。
【請求項５】
前記第１の粒子の構成材料の屈折率をｎ１、前記第２の粒子の構成材料の屈折率をｎ２としたとき、−０．８≦ｎ２−ｎ１≦１．５の関係を満足する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサー用ゲル。
【請求項６】
前記第２の粒子の平均粒子径は、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のセンサー用ゲル。
【請求項７】
前記刺激応答性ゲルが膨張した状態における前記刺激応答性ゲル１００体積部に対する前記第１の粒子の含有率は、０．１体積部以上５０体積部以下である請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセンサー用ゲル。
【請求項８】
前記刺激応答性ゲルが膨張した状態における前記刺激応答性ゲル１００体積部に対する前記第２の粒子の含有率は、０．１体積部以上５０体積部以下である請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサー用ゲル。
【請求項９】
センサー用ゲルには、電極と接触する部位に凹部が設けられている請求項１ないし８のいずれか１項に記載のセンサー用ゲル。
【請求項１０】
前記凹部において、前記第１の粒子が表面に露出している請求項９に記載のセンサー用ゲル。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のセンサー用ゲルと、
電極と、を備えることを特徴とするセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー用ゲルおよびセンサーに関する。
【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。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。
【０００３】
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）。
【０００４】
しかし、このような方法で用いる酵素は、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がある。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という問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
本発明の目的は、幅広い領域で刺激の強さ（所定成分の濃度等）の検出を容易かつ安定的に行うことができるセンサーを提供すること、幅広い領域で刺激の強さ（所定成分の濃度等）の検出を容易かつ安定的に行うことができるセンサーに好適に用いることができるセンサー用ゲルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のセンサー用ゲルは、刺激応答性ゲルと、
前記刺激応答性ゲル中に含まれ、導電性物質を含む材料で構成された第１の粒子と、
前記刺激応答性ゲル中に含まれ、構造色の発現に寄与する第２の粒子とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、幅広い領域で刺激の強さ（所定成分の濃度等）の検出を容易かつ安定的に行うことができるセンサーに好適に用いることができるセンサー用ゲルを提供することができる。
【０００９】
本発明のセンサー用ゲルでは、前記導電性物質の電気抵抗率をＲ１［Ω・ｍ］、前記第２の粒子の構成材料の電気抵抗率をＲ２［Ω・ｍ］としたとき、１×１０１２≦Ｒ２／Ｒ１≦１×１０２３の関係を満足することが好ましい。
【００１０】
本発明のセンサー用ゲルでは、前記導電性物質の電気抵抗率は、１．０×１０−３Ω・ｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明のセンサー用ゲルでは、前記導電性物質は、金属材料、導電性金属酸化物、炭素材料、および、導電性高分子材料よりなる群から選択される１種または２種以上を含む材料で構成されたものであることが好ましい。
【００１２】
本発明のセンサー用ゲルでは、前記第１の粒子の構成材料の屈折率をｎ１、前記第２の粒子の構成材料の屈折率をｎ２としたとき、−０．８≦ｎ２−ｎ１≦１．５の関係を満足することが好ましい。
【００１３】
本発明のセンサー用ゲルでは、前記第２の粒子の平均粒子径は、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明のセンサー用ゲルでは、前記刺激応答性ゲルが膨張した状態における前記刺激応答性ゲル１００体積部に対する前記第１の粒子の含有率は、０．１体積部以上５０体積部以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明のセンサー用ゲルでは、前記刺激応答性ゲルが膨張した状態における前記刺激応答性ゲル１００体積部に対する前記第２の粒子の含有率は、０．１体積部以上５０体積部以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明のセンサー用ゲルには、電極と接触する部位に凹部が設けられていることが好ましい。
【００１７】
本発明のセンサー用ゲルでは、前記凹部において、前記第１の粒子が表面に露出していることが好ましい。
【００１８】
本発明のセンサーは、本発明のセンサー用ゲルと、
電極と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
これにより、幅広い領域で刺激の強さ（所定成分の濃度等）の検出を容易かつ安定的に行うことができるセンサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態のセンサーを説明するための模式的な縦断面図である。
【図２】第２実施形態のセンサーを説明するための模式的な縦断面図である。
【図３】センサーの他の実施形態を説明するための模式的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付する図面を参照しつつ、好適な実施形態について詳細な説明をする。
《センサー、センサー用ゲル》
以下、センサー（ゲルセンサー）およびセンサー用ゲルについて説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態のセンサーおよびセンサー用ゲルについて説明する。
【００２３】
図１は、第１実施形態のセンサーを説明するための模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側が観察者側（視点側）、図１中の下側が検体が供給される側である場合について中心的に説明する。
【００２４】
図１に示すように、センサー（ゲルセンサー）１００は、センサー用ゲル１０と、第１の電極（電極）３０と、第２の電極（電極）４０とを備えている。そして、センサー用ゲル１０は、所定の刺激に対して反応することにより、膨張または収縮する刺激応答性ゲル１と、刺激応答性ゲル１中に含まれ、導電性物質を含む材料で構成された複数の第１の粒子（導電性粒子）２１と、刺激応答性ゲル１中に含まれ、構造色の発現に寄与する複数の第２の粒子（構造色発現用粒子）２２とを備えている。
【００２５】
このような構成により、刺激応答性ゲル１の膨張収縮状態に応じて、刺激応答性ゲル１中（センサー用ゲル１０中）に含まれる複数の第１の粒子（導電性粒子）２１間の距離を異なるものとすることができ、その結果、第１の電極３０と第２の電極４０との間の抵抗値を異なるものとすることができる。すなわち、刺激応答性ゲル１（センサー用ゲル１０）が膨張した状態（または膨張の程度が大きい状態）では、刺激応答性ゲル１が収縮した状態（または膨張の程度が小さい状態）に比べて、第１の粒子（導電性粒子）２１同士の距離が大きくなるため、電極（第１の電極３０および第２の電極４０）に接続するセンサー用ゲル１０の抵抗値が大きくなる。したがって、第１の電極３０と第２の電極４０との間の抵抗値を測定することにより、刺激応答性ゲル１の膨張収縮状態、すなわち、刺激の強さ（所定成分の濃度等）を容易かつ安定的に知ることができる。特に、センサー（ゲルセンサー）１００では、幅広い領域で、刺激の強さの検出を容易かつ安定的に行うことができる。
【００２６】
また、第２の粒子（構造色発現用粒子）２２を含むことにより、刺激応答性ゲル１の膨張収縮状態に応じて、刺激応答性ゲル１中（センサー用ゲル１０中）に含まれる複数の第２の粒子（構造色発現用粒子）２２間の距離を変化させることができ、その結果、ブラッグ反射による構造色を異なるものとすることができる。すなわち、刺激応答性ゲル１（センサー用ゲル１０）が膨張した状態（または膨張の程度が大きい状態）では、刺激応答性ゲル１が収縮した状態（または膨張の程度が小さい状態）に比べて、第２の粒子（構造色発現用粒子）２２同士の距離が大きくなるため、観察される反射光の波長がより長いものとなる。したがって、反射光を観察すること（反射光の波長の測定を含む）により、刺激応答性ゲル１の膨張収縮状態、すなわち、刺激の強さ（所定成分の濃度等）を容易かつ安定的に知ることができる。特に、センサー（ゲルセンサー）１００では、幅広い領域で、刺激の強さの検出を容易かつ安定的に行うことができる。
【００２７】
特に、電気的な検出と、光学的な検出とを組み合わせて行うことにより、刺激の検出精度の向上を図ることができる。また、所定の刺激の量をおよその値（範囲）を視覚的（直感的）に把握したうえで、電気的な検出により得られた正確な刺激量を確認すること等により、刺激量の確認の簡便性と正確性との両立を図ることができる。
【００２８】
また、光学的な検出を目視により行う場合（構造色を目視により確認する場合）は、例えば、電気的な検出により得られた検出結果の表示や、電気的な検出そのものを、必要時のみ（例えば、刺激量が比較的多い領域に達した状態でのみ）に行うこととすることにより、センサー１００の作動に伴う電力の消費量を削減しつつ、所定の刺激の検出を安定的に行うことができる。
【００２９】
また、同一の刺激応答性ゲル１中に、第１の粒子２１および第２の粒子２２をともに存在させることにより、第２の粒子２２が第１の粒子２１同士の過度な接近を防止するスペーサーとして機能する。これにより、第１の粒子２１同士が接近した状態（刺激応答性ゲル１が収縮した状態）であっても、複数の第１の粒子２１の間に所定の間隔（ギャップ）をより確実に保持することができ、より広い領域で刺激の検出を好適に行うことができる。また、第１の粒子２１同士の接触を防止することができるため、第１の粒子２１の不本意な凝集を防止することができ、長期間にわたって、電気的に安定的な刺激の検出を行うことができる。特に、第１の粒子２１は、導電性物質を含む材料で構成されたものであるため、電磁的な作用により、第１の粒子２１が移動し、第１の粒子２１同士が接触する現象を生じ易いが、第２の粒子２２がスペーサーとして機能することにより、上記のような効果を確実に得ることができる。
【００３０】
また、同一の刺激応答性ゲル１中に、第１の粒子２１および第２の粒子２２をともに存在させることにより、第１の粒子２１が第２の粒子２２同士の過度な接近を防止するスペーサーとして機能する。これにより、第２の粒子２２同士が接近した状態（刺激応答性ゲル１が収縮した状態）であっても、複数の第２の粒子２２の間に所定の間隔（ギャップ）をより確実に保持することができ、より検出が容易な波長の光（例えば、目視による認識性の高い光）を反射することができる。また、第２の粒子２２同士の接触を防止することができるため、第２の粒子２２の不本意な凝集を防止することができ、長期間にわたって、光学的に安定的な刺激の検出を行うことができる。
【００３１】
また、第１の粒子２１および第２の粒子２２が、ともに、刺激応答性ゲル１中に分散しているため、センサー１００、センサー用ゲル１０の構造、構成の複雑化を防止しつつ、上記のような優れた効果が得られる。
【００３２】
＜刺激応答性ゲル＞
刺激応答性ゲル１は、所定の刺激に反応することにより、可逆的に膨張または収縮するものである。
【００３３】
このように、刺激応答性ゲル１が所定の刺激に対して反応するものであることにより、刺激応答性ゲル１の反応（膨張または収縮）に応じて、電極（第１の電極３０および第２の電極４０）に接続するセンサー用ゲル１０の抵抗値を変化させることができる。その結果、抵抗値を測定することにより、刺激の有無、強さ（量、濃度）等を検出することができる。
【００３４】
刺激応答性ゲル１が反応する所定の刺激は、刺激応答性ゲル１の構成材料等により異なるが、例えば、タンパク質、糖、尿酸、乳酸、各種ホルモン、各種イオン物質、各種金属等の各種物質や、熱、光等が挙げられる。
【００３５】
図示の構成では、刺激応答性ゲル１、センサー用ゲル１０は、シート状をなすものである。
【００３６】
これにより、刺激応答性ゲル１の量、第１の粒子２１、第２の粒子２２の量を比較的少ないものとしつつ、効率よく検体と接触させることができ、所定の刺激の検出も容易に行うことができる。
【００３７】
センサー１００が備える刺激応答性ゲル１の体積は、０．１ｍｍ３以上３６００ｍｍ３以下であるのが好ましく、０．２ｍｍ３以上９００ｍｍ３以下であるのがより好ましい。
【００３８】
これにより、センサー１００の小型化を図りつつ、刺激の検出精度をより優れたものとすることができる。また、省資源の観点からも好ましい。
【００３９】
刺激応答性ゲル１単独での電気抵抗率は、１．０×１０−２Ω・ｍ以上であるのが好ましく、１．０×１０−１Ω・ｍ以上であるのがより好ましい。
【００４０】
これにより、第１の粒子２１を構成する導電性物質の電気抵抗率との差を十分に大きいものとすることができ、第１の粒子２１が寄与する電気的な検出をより好適に行うことができ、幅広い領域で刺激の強さ（所定成分の濃度等）の検出精度をより優れたものとすることができる。
【００４１】
刺激応答性ゲル１単独での電気抵抗率は、刺激応答性ゲル１の膨張収縮状態のうちいずれかの状態において、上記のような条件を満足するものであるのが好ましいが、刺激応答性ゲル１が収縮した状態および刺激応答性ゲル１が膨張した状態のいずれにおいても、上記のような条件を満足するものであるのが好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
【００４２】
刺激応答性ゲル１単独での屈折率は、１．０以上１．８以下であるのが好ましく、１．１以上１．７以下であるのがより好ましい。
【００４３】
これにより、第２の粒子２２が関与するブラッグ反射による構造色の視認性をより優れたものとすることができる。
【００４４】
なお、本明細書において、屈折率とは、特に断りのない限り、２５℃における絶対屈折率のことを指す。
【００４５】
刺激応答性ゲル１単独での屈折率は、刺激応答性ゲル１の膨張収縮状態のうちいずれかの状態において、上記のような条件を満足するものであるのが好ましいが、刺激応答性ゲル１が収縮した状態および刺激応答性ゲル１が膨張した状態のいずれにおいても、上記のような条件を満足するものであるのが好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
【００４６】
＜第１の粒子＞
刺激応答性ゲル１中には、導電性物質を含む材料で構成された第１の粒子（導電性粒子）２１が複数個含まれている。
【００４７】
これにより、刺激応答性ゲル１が所定の刺激に対して反応（膨張または収縮）することに応じて、第１の粒子（導電性粒子）２１間の距離が変化し、電極（第１の電極３０および第２の電極４０）に接続するセンサー用ゲル１０の抵抗値を変化させることができる。その結果、抵抗値を測定することにより、刺激の有無、強さ（量、濃度）等を検出することができる。
【００４８】
第１の粒子（導電性粒子）２１を構成する導電性物質としては、例えば、金属材料（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕやこれらのうち少なくとも１種を含む合金等）、導電性金属酸化物（例えば、ＩＴＯ等）、炭素材料（例えば、カーボンブラック等）、導電性高分子材料（例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリチオフェン系、ポリアセチレン系等）等が挙げられる。
【００４９】
このような材料で構成された第１の粒子（導電性粒子）２１を含むことにより、センサー１００の耐久性を優れたものとしつつ、刺激応答性ゲル１の膨張または収縮に伴う前記抵抗値の変化率をより大きいものとすることができ、刺激の検出精度をより優れたものとすることができる。また、これらの材料は、比較的安価で、安定的に入手することが可能なので、センサー１００の生産コストの抑制、安定供給の点からも有利である。
【００５０】
特に、第１の粒子（導電性粒子）２１がＩＴＯ等の透明材料で構成されたものである場合、第２の粒子２２が関与する構造色の識別が容易となり、刺激の検出をより好適に行うことができる。
【００５１】
第１の粒子（導電性粒子）２１を構成する導電性物質の電気抵抗率は、１．０×１０−３Ω・ｍ以下であるのが好ましく、１．０×１０−４Ω・ｍ以下であるのがより好ましく、５．０×１０−5Ω・ｍ以下であるのがさらに好ましい。
【００５２】
これにより、刺激応答性ゲル１の膨張または収縮に伴う前記抵抗値の変化率をより大きいものとすることができ、刺激の検出精度をより優れたものとすることができる。
【００５３】
第１の粒子２１の構成材料の屈折率は、１．０以上１．８以下であるのが好ましく、１．１以上１．７以下であるのがより好ましい。
【００５４】
これにより、第２の粒子２２が関与するブラッグ反射による構造色の視認性をより優れたものとすることができる。
【００５５】
第１の粒子（導電性粒子）２１は、各部位で均一な組成を有するものであってもよいし、異なる組成の部位を有するものであってもよい。
【００５６】
例えば、第１の粒子（導電性粒子）２１は、コア部と、コア部の外表面側に設けられた少なくとも１層の被膜を有するもの等であってもよい。
【００５７】
また、第１の粒子（導電性粒子）２１は、刺激応答性ゲル１への分散性が向上する表面処理が施されたものであってもよい。
【００５８】
これにより、電極（第１の電極３０および第２の電極４０）に接続するセンサー用ゲル１０の各部位での不本意な組成のばらつきを抑制することができ、刺激の検出精度の安定性をより優れたものとすることができる。
【００５９】
表面処理に用いることのできる表面処理剤としては、例えば、オクタデシル基等の疎水性官能基や、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基（スルホ基）等の親水性官能基やこれらの塩等を部分構造に有するもの等が挙げられる。表面処理剤の種類は、例えば、刺激応答性ゲル１中に含まれる溶媒の種類等に応じて選択することができる。
【００６０】
上記のように、第１の粒子（導電性粒子）２１が異なる組成の部位を有するものである場合、第１の粒子（導電性粒子）２１は、全体として、前述したような効果を発揮し得る程度の導電性を有するものであればよく、第１の粒子（導電性粒子）２１の一部は、絶縁性の材料で構成されていてもよい。例えば、第１の粒子（導電性粒子）２１の母粒子の少なくとも一部が導電性を有する材料で構成されたものである場合、表面処理により形成された部位（表面処理部）は絶縁性の材料で構成されたものであってもよい。
【００６１】
第１の粒子２１は、球状、紡錘形状、針状（棘状）、板状（鱗片状）、赤血球様の円盤状等、いかなる形状のものであってもよいが、球状をなすものであるのが好ましい。
これにより、検出される電気抵抗率の信頼性がより優れたものとなる。
【００６２】
また、第１の粒子２１は、センサー用ゲル１０中において、複数個の粒子が凝集した凝集体として存在するものであってもよい。
【００６３】
これにより、センサー用ゲル１０の導電性を確保しやすく、電気的手法による刺激の検出をより好適に行うことができる。
【００６４】
第１の粒子（導電性粒子）２１の平均粒径は、特に限定されないが、１０ｎｍ以上１０００μｍ以下であるのが好ましく、２０ｎｍ以上５００μｍ以下であるのがより好ましい。
【００６５】
これにより、刺激応答性ゲル１中（センサー用ゲル１０中）において、第１の粒子（導電性粒子）２１をより均一に分散させることができ、刺激の検出精度をより優れたものとすることができる。
【００６６】
特に、第１の粒子（導電性粒子）２１の平均粒径が、第２の粒子（構造色発現用粒子）２２の平均粒径よりも小さいものである場合、構造色の視認性がより優れたものとなる。
【００６７】
このような場合の第１の粒子（導電性粒子）２１の平均粒径は、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるのが好ましく、１５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であるのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００６８】
第１の粒子（導電性粒子）２１の平均粒径が、第２の粒子（構造色発現用粒子）２２の平均粒径よりも小さいものである場合、第１の粒子（導電性粒子）２１の平均粒径をＤ１［ｎｍ］、第２の粒子（構造色発現用粒子）２２の平均粒径をＤ２［ｎｍ］としたときに、０．０５≦Ｄ１／Ｄ２≦０．６５の関係を満足するのが好ましく、０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦０．５の関係を満足するのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００６９】
また、第１の粒子（導電性粒子）２１の平均粒径が、第２の粒子（構造色発現用粒子）２２の平均粒径よりも大きいものである場合、センサー用ゲル１０の導電性を確保しやすく、電気的手法による刺激の検出をより好適に行うことができる。
【００７０】
このような場合の第１の粒子（導電性粒子）２１の平均粒径は、１１００ｎｍ以上１０００μｍ以下であるのが好ましく、１５００ｎｍ以上５００μｍ以下であるのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００７１】
第１の粒子（導電性粒子）２１の平均粒径が、第２の粒子（構造色発現用粒子）２２の平均粒径よりも大きいものである場合、第１の粒子（導電性粒子）２１の平均粒径をＤ１［ｎｍ］、第２の粒子（構造色発現用粒子）２２の平均粒径をＤ２［ｎｍ］としたときに、５≦Ｄ１／Ｄ２≦１．５×１０４の関係を満足するのが好ましく、１０≦Ｄ１／Ｄ２≦７．５×１０３の関係を満足するのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００７２】
なお、本明細書において、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  ＩＮＣ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。
センサー１００は、複数種の第１の粒子２１を含むものであってもよい。
【００７３】
刺激応答性ゲル１が膨張した状態における１００体積部の刺激応答性ゲル１に対する第１の粒子２１の含有率は、０．１体積部以上５０体積部以下であるのが好ましく、０．５体積部以上４０体積部以下であるのがより好ましい。
【００７４】
これにより、刺激応答性ゲル１の状態（膨張収縮状態）による電気抵抗率の変化量をより大きいものとし、刺激の検出精度、検出感度をより優れたものとすることができる。また、第１の粒子２１の含有率が前記範囲内の値であると、センサー用ゲル１０中における第２の粒子２２の含有率が比較的高い場合であっても、刺激応答性ゲル１が好適に膨張または収縮することができる。このため、電気的方法と光学的方法とにより、所定の刺激をより好適に検出することができ、前述した効果がより顕著に発揮される。
【００７５】
また、刺激応答性ゲル１が収縮した状態における１００体積部の刺激応答性ゲル１に対する第１の粒子２１の含有率は、３０体積部以上９８体積部以下であるのが好ましく、４５体積部以上９０体積部以下であるのがより好ましい。
【００７６】
これにより、刺激応答性ゲル１の状態（膨張収縮状態）による電気抵抗率の変化量をより大きいものとし、刺激の検出精度、検出感度をより優れたものとすることができる。また、第１の粒子２１の含有率が前記範囲内の値であると、センサー用ゲル１０中における第２の粒子２２の含有率が比較的高い場合であっても、刺激応答性ゲル１が好適に膨張または収縮することができる。このため、電気的方法と光学的方法とにより、所定の刺激をより好適に検出することができ、前述した効果がより顕著に発揮される。
【００７７】
＜第２の粒子＞
刺激応答性ゲル１中には、複数個の第２の粒子２２が含まれている。
【００７８】
第２の粒子２２は、ブラッグ反射による構造色の発現に寄与するものである。このような第２の粒子（構造色発現用粒子）２２を含むことにより、刺激応答性ゲル１に所定の刺激が与えられた際に、コロイド結晶による構造色または構造色の変化が容易に視認されるため、光学的な手法（目視による観察を含む）により、当該刺激を容易に検出することができる。また、コロイド結晶による構造色または構造色の変化が容易に視認されるため、例えば、その色調により、所定の刺激の定量（刺激の有無、強さ（量、濃度））も、容易に行うことができる。
【００７９】
第２の粒子２２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、シリカで構成されたものであるのが好ましい。
【００８０】
これにより、第２の粒子２２の形状の安定性等をより優れたものとし、センサー用ゲル１０、センサー１００の耐久性、信頼性等をより優れたものとすることができる。また、シリカで構成された第２の粒子２２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、センサー用ゲル１０、センサー１００の安定的な生産、供給の観点からも有利である。また、シリカは、電気抵抗率の高い材料（例えば、１×１０１１Ω・ｍ以上）であるため、第２の粒子２２が前述した第１の粒子２１の機能を阻害してしまうことをより効果的に防止することができる。
【００８１】
第２の粒子２２の構成材料の電気抵抗率は、１．０×１０６Ω・ｍ以上であるのが好ましく、１．０×１０８Ω・ｍ以上であるのがより好ましく、１．０×１０１０Ω・ｍ以上であるのがさらに好ましい。
【００８２】
これにより、第２の粒子２２の電気抵抗率と第１の粒子２１の電気抵抗率との差を十分に大きいものとすることができ、第２の粒子２２が前述した第１の粒子２１の機能を阻害してしまうことをより効果的に防止することができる。
【００８３】
第１の粒子２１を構成する導電性物質の電気抵抗率をＲ１［Ω・ｍ］、第２の粒子２２の構成材料の電気抵抗率をＲ２［Ω・ｍ］としたとき、１×１０１２≦Ｒ２／Ｒ１≦１×１０２３の関係を満足するのが好ましく、１×１０１３≦Ｒ２／Ｒ１≦１×１０２２の関係を満足するのがより好ましい。
【００８４】
これにより、第２の粒子２２が前述した第１の粒子２１の機能を阻害してしまうことをより効果的に防止することができ、電気的手法による所定の刺激の検出をより好適に行うことができる。
【００８５】
また、第２の粒子２２としては、屈折率が２．０以上の高屈折率材料を好適に用いることができる。
これにより、構造色の変化をより顕著に検出することができる。
【００８６】
第２の粒子２２を構成する高屈折率材料としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル等が挙げられる。
【００８７】
第２の粒子２２を構成する高屈折率材料の屈折率は、２．１以上２．９以下であるのが好ましく、２．２以上２．８以下であるのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００８８】
第１の粒子２１の構成材料の屈折率をｎ１、第２の粒子２２の構成材料の屈折率をｎ２としたとき、−０．８≦ｎ２−ｎ１≦１．５の関係を満足するのが好ましく、−０．７≦ｎ１−ｎ２≦１．４の関係を満足するのがより好ましい。
これにより、構造色をより鮮明に生じさせることができる。
【００８９】
第１の粒子２１の構成材料の屈折率をｎ１、第２の粒子２２の構成材料の屈折率をｎ２としたとき、０．１≦｜ｎ２−ｎ１｜の関係を満足するのが好ましく、０．２≦｜ｎ１−ｎ２｜の関係を満足するのがより好ましい。
これにより、構造色をより鮮明に生じさせることができる。
【００９０】
第２の粒子２２は、各部位で均一な組成を有するものであってもよいし、異なる組成の部位を有するものであってもよい。
【００９１】
例えば、第２の粒子２２は、コア部と、コア部の外表面側に設けられた少なくとも１層の被膜を有するもの等であってもよい。
【００９２】
また、第２の粒子２２は、刺激応答性ゲル１への分散性が向上する表面処理が施されたものであってもよい。
【００９３】
これにより、刺激応答性ゲル１中での第２の粒子２２の分散安定性をより優れたものとすることができ、刺激応答性ゲル１中の各部位での不本意な組成のばらつきをより効果的に抑制することができる。その結果、光学的手法による刺激の検出をより好適に行うことができる。
【００９４】
表面処理に用いることのできる表面処理剤としては、例えば、オクタデシル基等の疎水性官能基や、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基（スルホ基）等の親水性官能基やこれらの塩等を部分構造に有するもの等が挙げられる。表面処理剤の種類は、例えば、刺激応答性ゲル１中に含まれる溶媒の種類等に応じて選択することができる。
【００９５】
第２の粒子２２は、球状、紡錘形状、針状（棘状）、板状（鱗片状）、赤血球様の円盤状等、いかなる形状のものであってもよいが、球状をなすもの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または構造色の変化がより好適に視認され、所定の刺激の検出をより容易に行うことができる。
【００９６】
第２の粒子２２の平均粒子径は、特に限定されないが、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であるのが好ましく、８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【００９７】
これにより、コロイド結晶による構造色または構造色の変化がより容易に視認されるため、所定の刺激の検出をさらに容易に、また、さらに確実に行うことができる。また、コロイド結晶による構造色または構造色の変化がより容易に視認されるため、例えば、その色調の変化の程度により、所定の刺激の定量も、さらに容易に、また、さらに正確に行うことができる。
センサー１００は、複数種の第２の粒子２２を含むものであってもよい。
【００９８】
刺激応答性ゲル１が膨張した状態における１００体積部の刺激応答性ゲル１に対する第２の粒子２２の含有率は、０．１体積部以上５０体積部以下であるのが好ましく、０．５体積部以上４０体積部以下であるのがより好ましい。
【００９９】
これにより、構造色の視認性をより優れたものとしつつ、刺激応答性ゲル１の状態（膨張収縮状態）による構造色の色調の変化の程度をより大きなものとすることができ、刺激の検出精度、検出感度をより優れたものとすることができる。また、第２の粒子２２の含有率が前記範囲内の値であると、センサー用ゲル１０中における第１の粒子２１の含有率が比較的高い場合であっても、刺激応答性ゲル１が好適に膨張または収縮することができる。このため、電気的方法と光学的方法とにより、所定の刺激をより好適に検出することができ、前述した効果がより顕著に発揮される。
【０１００】
また、刺激応答性ゲル１が収縮した状態における１００体積部の刺激応答性ゲル１に対する第２の粒子２２の含有率は、３０体積部以上９８体積部以下であるのが好ましく、４５体積部以上９０体積部以下であるのがより好ましい。
【０１０１】
これにより、構造色の視認性をより優れたものとしつつ、刺激応答性ゲル１の状態（膨張収縮状態）による構造色の色調の変化の程度をより大きなものとすることができ、刺激の検出精度、検出感度をより優れたものとすることができる。また、第２の粒子２２の含有率が前記範囲内の値であると、センサー用ゲル１０中における第１の粒子２１の含有率が比較的高い場合であっても、刺激応答性ゲル１が好適に膨張または収縮することができる。このため、電気的方法と光学的方法とにより、所定の刺激をより好適に検出することができ、前述した効果がより顕著に発揮される。
【０１０２】
センサー用ゲル１０についての、膨張状態での電気抵抗率（最大電気抵抗率）と収縮状態での電気抵抗率（最小電気抵抗率）との差は、１．０×１０−５Ω・ｍ以上であるのが好ましく、１．０×１０−２Ω・ｍ以上であるのがより好ましい。
これにより、刺激の検出精度をより優れたものとすることができる。
【０１０３】
刺激応答性ゲル１が膨張した状態でのセンサー用ゲル１０の厚さは、特に限定されないが、５μｍ以上５０００μｍ以下であるのが好ましく、７μｍ以上１０００μｍ以下であるのがより好ましい。
【０１０４】
これにより、センサー１００の耐久性、信頼性を十分に優れたものとしつつ、センサー１００の薄型化、小型化を図ることができる。また、センサー１００の柔軟性をより優れたものとすることができ、例えば、センサー１００を生体等に密着させて用いる場合等であっても、センサー１００の密着性を好適に保持することができ、刺激の検出精度を安定的に優れたものとすることができる。
【０１０５】
センサー用ゲル１０は、前述した以外の構成を備えるものであってもよい。
例えば、センサー用ゲル１０は、第１の粒子、第２の粒子以外の粒子（第３の粒子）を刺激応答性ゲル中に含むものであってもよい。言い換えると、センサー用ゲル１０は、構造色の発現に寄与しない絶縁性の粒子（第３の粒子）を刺激応答性ゲル中に含むものであってもよい。
また、センサー用ゲル１０は、異なる複数種の第３の粒子を含むものであってもよい。
【０１０６】
＜電極＞
刺激応答性ゲル１と第１の粒子２１とを含むセンサー用ゲル１０には、第１の電極３０（電極）および第２の電極（電極）４０が接続されている。
【０１０７】
これにより、センサー用ゲル１０についての抵抗値を好適に測定することができ、この測定結果から、刺激応答性ゲル１が受けている所定の刺激の有無、強さを求めることができる。
【０１０８】
電極３０、４０は、導電性を有する材料で構成されたものである。
電極３０、４０の構成材料としては、例えば、金属材料（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕやこれらのうち少なくとも１種を含む合金等）、導電性金属酸化物（例えば、ＩＴＯ等）、炭素材料（例えば、カーボンブラック等）、導電性高分子材料（例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリチオフェン系、ポリアセチレン系等）等が挙げられる。
【０１０９】
中でも、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物は、透明性を有するとともに、耐久性にも優れているため、センサー用ゲル１０の様子を好適に観察することができる。
【０１１０】
電極３０、４０の厚さは、特に限定されないが、５μｍ以上５０００μｍ以下であるのが好ましく、７μｍ以上１０００μｍ以下であるのがより好ましい。
【０１１１】
これにより、センサー１００の耐久性、信頼性を十分に優れたものとしつつ、センサー１００の薄型化、小型化を図ることができる。また、センサー１００の柔軟性をより優れたものとすることができ、例えば、センサー１００を生体等に密着させて用いる場合等であっても、センサー１００の密着性を好適に保持することができ、刺激の検出精度を安定的に優れたものとすることができる。
【０１１２】
本実施形態では、センサー用ゲル１０の電極３０、４０と接触する部位に凹部１１が設けられている。
【０１１３】
これにより、センサー用ゲル１０と電極３０、４０との位置合わせが容易となり、刺激の検出の安定性、センサー１００の信頼性をさらに優れたものとすることができる。
【０１１４】
また、図示の構成では、電極３０、４０が、センサー用ゲル１０の表面に露出している第１の粒子２１と接触するように設けられている。
【０１１５】
これにより、刺激の検出の安定性、センサー１００の信頼性をより優れたものとすることができる。
【０１１６】
また、本実施形態では、センサー用ゲル１０の検体が供給される側とは反対側の面に、電極３０、４０が設けられている。
【０１１７】
これにより、例えば、検体が汗等の導電性を有する液体である場合であっても、センサー用ゲル１０の外部に存在する検体により短絡が生じることをより効果的に防止することができ、刺激の検出の信頼性をより優れたものとすることができる。
【０１１８】
また、図中Ｌで示す電極３０と電極４０との間の距離（電極間距離）は、０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であるのがより好ましい。
【０１１９】
これにより、センサー１００の大型化を抑制しつつ、刺激の検出の信頼性をより優れたものとすることができる。
【０１２０】
また、センサー１００は、検体を吸収する吸収部材（図示せず）を備えるものであってもよい。
【０１２１】
これにより、例えば、過剰な検体がセンサー用ゲル１０の外部に存在する場合に、当該過剰な検体を吸収部材に吸収させることができ、検体が汗等の導電性を有する液体である場合であっても、短絡が生じることをより効果的に防止することができ、刺激の検出の信頼性をより優れたものとすることができる。また、検体が順次供給される場合（連続的または断続的に供給される場合）に、先に供給されていた検体を排出し、新たに供給された検体を刺激応答性ゲル１に供給することができるため、経時的な刺激量の変化を知ることができる。すなわち、先に供給されていた検体と、新たに供給された検体とが混合し、正確な刺激量の検出が妨害されてしまうことを抑制することができる。また、例えば、液状の検体の供給が停止した場合や検体の供給量が著しく低下した場合、センサー１００の使用環境が低湿度である場合等に、刺激応答性ゲル１の乾燥を抑制することができる。その結果、刺激応答性ゲル１が乾燥しやすい環境下においても、比較的長時間にわたって、高い信頼性で所定の刺激の検出を安定的に行うことができる。
【０１２２】
吸収部材は、いかなる部位に配されていてもよいが、センサー用ゲル１０の検体が供給される側の面とは異なる部位に配されているのが好ましい。
【０１２３】
これにより、刺激応答性ゲル１への検体の供給が阻害されることをより好適に防止しつつ、前述したような効果を発揮させることができる。
【０１２４】
特に、吸収部材は、センサー用ゲル１０の検体が供給される側とは反対側の面に配されているのが好ましい。
【０１２５】
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮され、特に、検体が順次供給される場合（連続的または断続的に供給される場合）に、先に供給されていた検体を排出し、新たに供給された検体を好適に刺激応答性ゲル１に供給することができ、経時的な刺激量の変化を好適に知ることができる。
【０１２６】
また、吸収部材は、複数の電極に接触しないように配されているのが好ましい。
これにより、上述したような効果を発揮しつつ、例えば、検体が汗等の導電性を有する液体である場合であっても、センサー用ゲル１０の外部に存在する検体により短絡が生じることをより効果的に防止することができ、刺激の検出の信頼性をより優れたものとすることができる。
【０１２７】
吸収部材としては、例えば、織物、不織布、フェルト等の布状材料や、多孔質材料等で構成されたものが挙げられる。
【０１２８】
吸収部材の好ましい構成成分としては、セルロース材料や吸水性ポリマー等が挙げられるが、セルロース材料が特に好ましい。このような材料は、適度な親水性を有しているため、例えば、検体が水を含むもの（例えば、汗等の体液）である場合、検体を好適に吸収するとともに、吸収した検体中に含まれる水を好適に蒸発させることができる。
【０１２９】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のセンサーについて説明する。
【０１３０】
図２は、第２実施形態のセンサーを説明するための模式的な縦断面図である。以下の説明では、前述した実施形態との相違点について中心的に説明し、同様の事項についての説明は省略する。
【０１３１】
本実施形態のセンサー（ゲルセンサー）１００は、電極３０、４０の設置部位が異なる以外は、前述した実施形態と同様の構成を有している。すなわち、前述した実施形態では、電極３０、４０が、センサー用ゲル１０の検体が供給される面とは反対側の面に設けられていたのに対し、本実施形態のセンサー（ゲルセンサー）１００では、電極３０、４０が、センサー用ゲル１０の側面部に設けられている。このように、電極の設置部位はいかなる部位であってもよい。特に、本実施形態のように、電極３０、４０が、刺激応答性ゲル１と第１の粒子２１と第２の粒子２２とを含むシート状のセンサー用ゲル１０の側面部に設けられていることにより、センサー１００の薄型化を図ることができる。
【０１３２】
なお、図２に示す構成では、電極３０、４０は、センサー用ゲル１０の厚さ方向の一部のみに設けられているが、電極３０、４０は、センサー用ゲル１０の厚さ方向全体にわたって設けられていてもよい。
【０１３３】
《刺激応答性ゲルの構成材料》
次に、センサーを構成する刺激応答性ゲルの構成材料について説明する。
【０１３４】
刺激応答性ゲルは、所定の刺激に対して反応するものであれば、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、通常、架橋構造を有する高分子材料と、溶媒とを含む材料で構成されたものである。
【０１３５】
（高分子材料）
刺激応答性ゲルを構成する高分子材料は、特定の刺激を検出するうえで重要な成分であり、その構造は、検出すべき刺激の種類によって異なる。
【０１３６】
刺激応答性ゲルを構成する高分子材料は、特に限定されず、検出すべき刺激によって、選択することができる。
【０１３７】
以下、刺激応答性ゲルを構成する高分子材料の具体例について説明する。
刺激応答性ゲルを構成する高分子材料としては、例えば、単量体（モノマー）、重合開始剤、架橋剤等を反応させることにより得られたものを用いることができる。
【０１３８】
単量体としては、例えば、アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド各種四級塩、アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート各種四級塩、アクリル酸、各種アルキルアクリレート、メタクリル酸、各種アルキルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２−ビス〔４−（アクリロキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、２−ヒドロキシ−１−アクリロキシ−３−メタクリロキシプロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリプロポキシ）フェニル〕プロパン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジメタクリロキシプロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
【０１３９】
また、糖と相互作用可能な官能基としては、例えば、ボロン酸基（特に、フェニルボロン酸基）が挙げられるため、ボロン酸基を有する単量体を用いてもよい。このようなボロン酸基含有モノマーとしては、例えば、アクリロイルアミノベンゼンボロン酸、メタクリロイルアミノベンゼンボロン酸、４−ビニルベンゼンボロン酸等が挙げられる。
【０１４０】
また、イオン物質（特に、カルシウムイオンを含むもの）を刺激（特定成分）として検出する場合には、単量体として、４−アクリルアミドベンゾ−１８−クラウン−６−エーテル、アクリロイルアミノベンゾクラウンエーテル、メタクリロイルアミノベンゾクラウンエーテル、４−ビニルベンゾクラウンエーテル等のクラウンエーテル基含有モノマー（特に、ベンゾクラウンエーテル基含有モノマー）を好適に用いることができる。
【０１４１】
また、塩化ナトリウム等のイオン物質を刺激（特定成分）として検出する場合には、単量体として、３−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸、アクリロイロキシフェニルボロン酸、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＡｍ）、エチレンビスアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド等を好適に用いることができる。特に、塩化ナトリウム等のイオン物質を刺激（特定成分）として検出する場合には、単量体として、３−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸およびアクリロイロキシフェニルボロン酸よりなる群から選択される１種または２種以上の単量体と、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＡｍ）、エチレンビスアクリルアミドおよびＮ−ヒドロキシエチルアクリルアミドよりなる群から選択される１種または２種以上の単量体とを組み合わせて用いるのが好ましい。
【０１４２】
また、乳酸を刺激（特定成分）として検出する場合には、単量体として、３−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸、アクリロイロキシフェニルボロン酸、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＡｍ）、エチレンビスアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド等を好適に用いることができる。特に、乳酸を刺激（特定成分）として検出する場合には、単量体として、３−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸およびアクリロイロキシフェニルボロン酸よりなる群から選択される１種または２種以上の単量体と、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＡｍ）、エチレンビスアクリルアミドおよびＮ−ヒドロキシエチルアクリルアミドよりなる群から選択される１種または２種以上の単量体とを組み合わせて用いるのが好ましい。
【０１４３】
重合開始剤としては、例えば、その重合様式によって、適宜選択することができるが、具体的には、過酸化水素、過硫酸塩、例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等、アゾ系開始剤、例えば２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）２塩酸塩、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）２塩酸塩、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−〔１，１，−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス〔２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕２塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４’−ジメチルバレロニトリル）、ベンゾフェノン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン等の紫外光によってラジカルを発生する化合物、２，４−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン、２−（３−ジメチルアミノ−２−ヒドロキシプロポキシ）−３，４−ジメチル−９Ｈ−チオキサントン−９−オンメソクロライド、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン−１、ビス（シクロペンタジエニル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（ピル−１−イル）チタニウム、１，３−ジ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゼンや３，３’，４，４’−テトラ−（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のパーオキシエステルに、チオピリリウム塩、メロシアニン、キノリン、スチリルキノリン系色素を混合した物質等の３６０ｎｍ以上の波長の光によってラジカルを発生する化合物等が挙げられる。また、過酸化水素あるいは過硫酸塩は、例えば、亜硫酸塩、Ｌ−アスコルビン酸等の還元性物質やアミン塩等を組み合わせてレドックス系の開始剤としても使用することができる。
【０１４４】
架橋剤としては、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、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る。
【０１４５】
刺激応答性ゲルは、異なる複数種の高分子材料を含むものであってもよい。
例えば、刺激応答性ゲルは、高分子材料として、ＯＨ基（炭素原子に結合する水酸基）を有する第１のポリマーと、フェニルボロン酸構造を有する第２のポリマーとを含むものであってもよい。
【０１４６】
これにより、刺激応答性ゲルは、第１のポリマーが有するＯＨ基と第２のポリマーが有するフェニルボロン酸構造とが結合した第１の状態と、第１のポリマーが有するＯＨ基と第２のポリマーが有するフェニルボロン酸構造との結合が解除された第２の状態とを取り得る。
【０１４７】
このような状態の変化は、周囲の環境の変化（所定の刺激の有無や、刺激の強さ等の変化）によって起こるものである。そして、刺激応答性ゲル中に含まれる多数の分子（第１のポリマー分子および第２のポリマー分子）のうち、第１の状態をとるものと、第２の状態をとるものとの比率は、その刺激の強さによって傾斜的に変化する。
このため、刺激の強さを定量的に検出することができる。
【０１４８】
刺激応答性ゲルは、第２のポリマーが有するフェニルボロン酸構造と乳酸とが反応することにより、第２の状態となるものであるのが好ましい。
【０１４９】
上記のような第１のポリマーと第２のポリマーとを含む刺激応答性ゲルは、各種刺激の中でも乳酸に対して、特に幅広い濃度領域において、特に高い感度で検出・定量が可能である。また、従来においては、乳酸の検出・定量は、酵素を用いたものがほとんどであり、乳酸の検出・定量に好適に適用することのできるゲル材料がなかった。以上のようなことから、刺激応答性ゲルを乳酸の検出・定量に用いることにより、本発明の効果はより顕著に発揮される。
【０１５０】
上記のような刺激応答性ゲル（第１のポリマーと第２のポリマーとを含む刺激応答性ゲル）が乳酸に対して高い感度を示すのは、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、センサーが乳酸を検出するものである場合において、乳酸の濃度が低い場合には、第１のポリマーが有するＯＨ基と第２のポリマーが有するフェニルボロン酸構造とが結合した第１の状態をとるものの割合が高くなる。一方、乳酸の濃度が高くなると、きわめて反応性よく、第１のポリマーが有するＯＨ基とフェニルボロン酸構造との結合は、乳酸とフェニルボロン酸構造との結合に置き換わる。これは、乳酸が、α−ヒドロキシカルボン酸の構造を有し、フェニルボロン酸構造と特に高い反応性を有する化合物であるとともに、分子の大きさが小さいため、刺激応答性ゲル中において、第２のポリマーが有するフェニルボロン酸構造に容易に接近することができるためであると考えられる。また、第２のポリマーを構成するフェニルボロン酸構造に乳酸が結合することにより、第２のポリマーの親水性が大きく変化し、これにより、刺激応答性ゲルの膨張率をより大きいものとすることができる。その結果、刺激（乳酸）の検出感度、検出精度をより優れたものとすることができる。
【０１５１】
以下、刺激応答性ゲルが、ＯＨ基（炭素原子に結合する水酸基）を有する第１のポリマーと、フェニルボロン酸構造を有する第２のポリマーとを含むものである場合、特に、第２のポリマーが有するフェニルボロン酸構造と乳酸とが反応することにより第２の状態となるものであり、乳酸の検出、定量に用いられるものである場合について中心的に説明する。
【０１５２】
「第１のポリマー」
第１のポリマーは、ＯＨ基（水酸基）を有するものである。
【０１５３】
ＯＨ基は、ポリマーの構成成分としての重合性化合物（モノマー等）を重合させた後に導入されたものであってもよいが、ポリマーの構成成分としての重合性化合物が有するものであるのが好ましい。
【０１５４】
これにより、第１のポリマーが有するＯＨ基の割合等の調整を容易かつ確実に行うことができる。
【０１５５】
第１のポリマーを構成する、ＯＨ基を有するモノマーとしては、例えば、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート、２−ヒドロキシ−１−アクリロキシ−３−メタクリロキシプロパン、２−ヒドロキシ−１，３−ジメタクリロキシプロパン等が挙げられ、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、第１のポリマーは、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミドを構成成分として含むものであるのが好ましい。
【０１５６】
これにより、刺激応答性ゲルの置かれた環境の変化（特に、乳酸濃度の変化）に応じた、第１の状態と第２の状態との間の移行がより好適に行われ、より幅広い領域で、刺激の強さ（特に、乳酸の濃度）の検出・定量をより安定的に行うことができる。また、刺激応答性ゲル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。
【０１５７】
また、第１のポリマーは、その構成成分として、ＯＨ基を有さないモノマーを含むものであってもよい。これにより、第１のポリマーが有するＯＨ基の割合等を好適なものに調整することができる。
【０１５８】
第１のポリマーを構成する、ＯＨ基を有さないモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド各種四級塩、アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート各種四級塩、アクリル酸、各種アルキルアクリレート、メタクリル酸、各種アルキルメタクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２−ビス〔４−（アクリロキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリプロポキシ）フェニル〕プロパン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ジビニルベンゼン、エチレンビスアクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド、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、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、Ｎ−フェニルアクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、４−アクリルアミドベンゾ−１８−クラウン−６−エーテル、アクリロイルアミノベンゾクラウンエーテル、メタクリロイルアミノベンゾクラウンエーテル、４−ビニルベンゾクラウンエーテル等が挙げられ、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。
【０１５９】
第１のポリマー中におけるＯＨ基を有さないモノマーの含有率は、０．１ｍｏｌ％以上４０ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、０．２ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、０．３ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【０１６０】
第１のポリマーは、構成成分として、架橋剤成分を含むものであってもよい。
これにより、第１のポリマーは、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、刺激応答性ゲルの耐久性が優れたものとなる。
【０１６１】
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。
【０１６２】
第１のポリマー中における架橋剤成分の含有率は、０．５ｍｏｌ％以上７．０ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、０．８ｍｏｌ％以上６．０ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、１．１ｍｏｌ％以上５．０ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【０１６３】
これにより、第１のポリマー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、第１のポリマーの柔軟性をより適切なものとすることができる。
【０１６４】
第１のポリマー中におけるＯＨ基を有するモノマーの含有率は、５４ｍｏｌ％以上９９ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、６５ｍｏｌ％以上９８．５ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、７６ｍｏｌ％以上９８ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【０１６５】
これにより、前述したような第１のポリマーがＯＨ基を有することによる効果をより顕著に発揮させつつ、ＯＨ基を有するモノマー以外の成分（架橋剤、ＯＨ基を有さないモノマー等）の効果を十分に発揮させることができる。
【０１６６】
第１のポリマーの水酸基価は、１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上６２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるのが好ましく、３４ｍｇＫＯＨ／ｇ以上７８ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるのがより好ましい。
【０１６７】
これにより、前述したような第１のポリマーがＯＨ基を有することによる効果をより顕著に発揮させつつ、刺激応答性ゲルの耐久性を特に優れたものとすることができる。
【０１６８】
これに対し、第１のポリマーの水酸基価が前記下限値未満であると、第２のポリマーが有するフェニルボロン酸構造の割合等によっては、前述したような第１のポリマーがＯＨ基を有することによる効果が十分に得られない可能性がある。
【０１６９】
また、第１のポリマーの水酸基価が前記上限値を超えると、刺激応答性ゲルの耐久性が低下する。
なお、第１のポリマーは、フェニルボロン酸構造を有さないものである。
【０１７０】
刺激応答性ゲル中における第１のポリマーの含有率Ｘ１は、０．０５質量％以上９８質量％以下であるのが好ましく、０．１質量％以上７０質量％以下であるのがより好ましい。
【０１７１】
これにより、乳酸に対する感度・定量性が特に優れたものとなるとともに、刺激応答性ゲル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。
【０１７２】
また、高分子材料中における第１のポリマーの含有率は、１．０質量％以上９９質量％以下であるのが好ましく、１．５質量％以上９８質量％以下であるのがより好ましい。
【０１７３】
これにより、乳酸に対する感度・定量性が特に優れたものとなるとともに、刺激応答性ゲル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。
【０１７４】
「第２のポリマー」
第２のポリマーは、フェニルボロン酸構造を有するものである。
【０１７５】
このような第２のポリマーを、前述した第１のポリマーとともに含むことにより、幅広い領域で刺激の強さ（所定成分の濃度等）の検出を容易かつ安定的に行うことが可能となる。特に、センサーが、乳酸の検出・定量を行うものである場合、低濃度領域（例えば、０．４質量％以下の領域）での感度を優れたものとすることができる。
【０１７６】
フェニルボロン酸構造は、ポリマーの構成成分としての重合性化合物（モノマー等）を重合させた後に導入されたものであってもよいが、ポリマーの構成成分としての重合性化合物が有するものであるのが好ましい。
【０１７７】
これにより、第２のポリマーが有するフェニルボロン酸構造の割合等の調整を容易かつ確実に行うことができる。
【０１７８】
第２のポリマーを構成する、フェニルボロン酸構造を有するモノマーとしては、例えば、３−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸、アクリロイロキシフェニルボロン酸、アクリロイルアミノベンゼンボロン酸、メタクリロイルアミノベンゼンボロン酸、４−ビニルベンゼンボロン酸等が挙げられ、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、第２のポリマーは、３−アクリルアミドフェニルボロン酸を構成成分として含むものであるのが好ましい。
【０１７９】
これにより、刺激応答性ゲルの置かれた環境の変化（特に、乳酸濃度の変化）に応じた、第１の状態と第２の状態との間の移行がより好適に行われ、より幅広い領域で、刺激の強さ（特に、乳酸の濃度）の検出・定量をより安定的に行うことができる。また、刺激応答性ゲル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。
【０１８０】
また、第２のポリマーは、その構成成分として、フェニルボロン酸構造を有さないモノマーを含むものであってもよい。これにより、第２のポリマーが有するフェニルボロン酸構造の割合等を好適なものに調整することができる。
【０１８１】
第２のポリマーを構成する、フェニルボロン酸構造を有さないモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド各種四級塩、アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート各種四級塩、アクリル酸、各種アルキルアクリレート、メタクリル酸、各種アルキルメタクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２−ビス〔４−（アクリロキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリプロポキシ）フェニル〕プロパン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ジビニルベンゼン、エチレンビスアクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド、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、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、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート、２−ヒドロキシ−１−アクリロキシ−３−メタクリロキシプロパン、２−ヒドロキシ−１，３−ジメタクリロキシプロパン、４−アクリルアミドベンゾ−１８−クラウン−６−エーテル、アクリロイルアミノベンゾクラウンエーテル、メタクリロイルアミノベンゾクラウンエーテル、４−ビニルベンゾクラウンエーテル等が挙げられ、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、第２のポリマーは、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミドを構成成分として含むものであるのが好ましい。
【０１８２】
これにより、第１のポリマーと第２のポリマーとの親和性をより好適なものとすることができ、刺激応答性ゲル中における不本意な相分離等の問題をより長期間にわたってより確実に防止することができ、刺激応答性ゲルの耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができる。また、刺激応答性ゲルの溶媒の保持力を特に優れたものとすることができる。
【０１８３】
第２のポリマー中におけるフェニルボロン酸構造を有さないモノマーの含有率は、１ｍｏｌ％以上９６ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、２０ｍｏｌ％以上９３ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【０１８４】
第２のポリマーは、構成成分として、架橋剤成分を含むものであってもよい。
これにより、第２のポリマーは、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、刺激応答性ゲルの耐久性が優れたものとなる。
【０１８５】
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。
【０１８６】
第２のポリマー中における架橋剤成分の含有率は、０．５ｍｏｌ％以上１０．０ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、０．８ｍｏｌ％以上８．０ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、１．１ｍｏｌ％以上６．０ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【０１８７】
これにより、第２のポリマー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、第２のポリマーの柔軟性をより適切なものとすることができる。
【０１８８】
第２のポリマー中におけるフェニルボロン酸構造を有するモノマーの含有率は、３．０ｍｏｌ％以上９８ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、３．５ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、３．８ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【０１８９】
これにより、刺激応答性ゲルの柔軟性は特に優れたものとなり、所定の刺激に対する感度・定量性が特に優れたものとなり、より幅広い領域で、刺激の強さ（特に、乳酸の濃度）の検出・定量をより安定的に行うことができる。
【０１９０】
これに対し、第２のポリマー中におけるフェニルボロン酸構造を有するモノマーの含有率が前記下限値未満であると、第１のポリマーが有するＯＨ基の割合等によっては、刺激の強さ（例えば、乳酸の濃度）の検出・定量を好適に行うことができる範囲（例えば、乳酸の濃度）を十分に広いものとすることが困難となる可能性がある。
【０１９１】
また、第２のポリマー中におけるフェニルボロン酸構造を有するモノマーの含有率が前記上限値を超えると、刺激応答性ゲルが変形しにくいものとなり、所定の刺激に対する感度・定量性が低下する。
【０１９２】
これは、フェニルボロン酸構造の割合が多くなり、複数個のベンゼン環の間でのπ電子相互作用（πスタッキング）が強く表れ、溶媒等が入り込む空間が少なくなるためであると考えられる。
【０１９３】
刺激応答性ゲル中における第２のポリマーの含有率Ｘ２は、０．０１質量％以上７０質量％以下であるのが好ましく、０．０５質量％以上６５質量％以下であるのがより好ましい。
【０１９４】
これにより、刺激応答性ゲルの柔軟性は特に優れたものとなり、所定の刺激に対する感度・定量性が特に優れたものとなり、より幅広い領域で、刺激の強さ（特に、乳酸の濃度）の検出・定量をより安定的に行うことができる。
【０１９５】
これに対し、刺激応答性ゲル中における第２のポリマーの含有率Ｘ２が前記下限値未満であると、第１のポリマーが有するＯＨ基の割合等によっては、刺激の強さ（例えば、乳酸の濃度）の検出・定量を好適に行うことができる範囲（例えば、乳酸の濃度）を十分に広いものとすることが困難となる可能性がある。
【０１９６】
また、刺激応答性ゲル中における第２のポリマーの含有率Ｘ２が前記上限値を超えると、刺激応答性ゲルが変形しにくいものとなり、所定の刺激に対する感度・定量性が低下する。
【０１９７】
また、高分子材料中における第２のポリマーの含有率は、１．０質量％以上７０質量％以下であるのが好ましく、２．０質量％以上６５質量％以下であるのがより好ましい。
【０１９８】
これにより、刺激応答性ゲルの柔軟性は特に優れたものとなり、所定の刺激に対する感度・定量性が特に優れたものとなり、より幅広い領域で、刺激の強さ（特に、乳酸の濃度）の検出・定量をより安定的に行うことができる。
【０１９９】
これに対し、高分子材料中における第２のポリマーの含有率が前記下限値未満であると、第１のポリマーが有するＯＨ基の割合等によっては、刺激の強さ（例えば、乳酸の濃度）の検出・定量を好適に行うことができる範囲（例えば、乳酸の濃度）を十分に広いものとすることが困難となる可能性がある。
【０２００】
また、高分子材料中における第２のポリマーの含有率が前記上限値を超えると、刺激応答性ゲルが変形しにくいものとなり、所定の刺激に対する感度・定量性が低下する。
【０２０１】
刺激応答性ゲル中における第１のポリマーの含有率をＸ１［質量％］、第２のポリマーの含有率をＸ２［質量％］としたとき、０．２≦Ｘ２／Ｘ１≦８の関係を満足するのが好ましく、１．３≦Ｘ２／Ｘ１≦１．９の関係を満足するのがより好ましい。
【０２０２】
これにより、刺激応答性ゲルの柔軟性は特に優れたものとなり、所定の刺激に対する感度・定量性が特に優れたものとなり、より幅広い領域で、刺激の強さ（特に、乳酸の濃度）の検出・定量をより安定的に行うことができる。
【０２０３】
これに対し、Ｘ２／Ｘ１の値が前記下限値未満であると、刺激の強さ（例えば、乳酸の濃度）の検出・定量を好適に行うことができる範囲（例えば、乳酸の濃度）を十分に広いものとすることが困難となる可能性がある。
【０２０４】
また、Ｘ２／Ｘ１の値が前記上限値を超えると、刺激応答性ゲルが変形しにくいものとなり、所定の刺激に対する感度・定量性が低下する。
【０２０５】
刺激応答性ゲル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。
【０２０６】
（溶媒）
刺激応答性ゲルが、溶媒を含むものであることにより、前述した高分子材料を好適にゲル化させることができる。
【０２０７】
溶媒としては、各種有機溶媒や無機溶媒を用いることができ、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；アセトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類；ジメチルホルムアミド等のアミド類；ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等の鎖状脂肪族炭化水素；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類等が挙げられるが、特に、水を含むものであるのが好ましい。
【０２０８】
刺激応答性ゲルは、溶媒として異なる複数種の成分を含むものであってもよい。
刺激応答性ゲル中における溶媒の含有率は、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。
【０２０９】
（その他の成分）
刺激応答性ゲルは、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。
【０２１０】
《センサーの用途》
センサーは、所定の刺激（例えば、特定成分）を容易に検出することができるため、例えば、被検物（検体）中に特定物質が含まれるか否か、または、被検物中に含まれる特定物質の濃度を測定するセンサーとして用いることができる。
【０２１１】
また、刺激応答性ゲルに取り込まれた特定成分の量を容易に検出することができるので、被検物中に含まれる特定物質を分離・抽出する分離・抽出手段として好適に用いることもできる。すなわち、刺激応答性ゲルに取り込まれた特定成分の量が飽和した段階または飽和しそうな段階で、被検物との接触を中止し、必要に応じて別のセンサーに交換することができる。これにより、被検物から、無駄なく特定成分を回収することができる。
【０２１２】
センサーのより具体的な用途としては、例えば、生体物質（例えば、がん細胞、血液細胞等の各種細胞、抗体等のタンパク質（糖タンパク質等を含む）等）のセンサー、体液または体外分泌物（例えば、血液、唾液、汗、尿等）中に含まれる成分（例えば、乳酸、尿酸、糖等）のセンサー、生体物質（特に、ホルモン等の微量生体物質等）の分離・抽出手段、金属（特に、希少金属、貴金属等）の分離・抽出手段、花粉等の抗原（アレルギー物質）のセンサー、毒物、有害物質、環境汚染物質等の分離・抽出手段、ウイルス、細菌等のセンサー、土壌に含まれる成分のセンサー、廃液（排水を含む）に含まれる成分のセンサー、食品に含まれる成分のセンサー、水中に含まれる成分（例えば、汽水域、河川、水田等に含まれる塩分等）のセンサー、細胞培養モニター等が挙げられる。
【０２１３】
また、センサーは、生体の皮膚に密着させて用いるものであるのが好ましい。
生体の皮膚は、一般に複雑な凹凸形状を有しているが、前述したように、センサーは、形状の追従性に優れているため、生体の皮膚に好適に密着させることができる。また、生体の皮膚に密着して用いる場合（例えば、運動時の汗に含まれる成分を刺激（特定成分）として検出する場合等）、センサーに振動や衝撃等の大きな外力が加わることが想定されるが、このような比較的大きな外力が加わった場合であっても、正確に特定成分（所定の刺激）を検出することができる。したがって、センサーが生体の皮膚に密着させて用いられるものである場合に、効果がより顕著に発揮される。
【０２１４】
また、センサーは、小型化、軽量化にも好適に対応可能である。したがって、上記のような方法での使用に適している。
【０２１５】
《センサーの使用方法》
以下、センサーの使用方法の一例について具体的に説明する。
【０２１６】
まず、刺激応答性ゲル１が所定の刺激を受けていない状態（例えば、所定の刺激が特定成分である場合には、刺激応答性ゲル１が特定成分を含まない状態）のセンサー１００を用意する。
【０２１７】
次に、電極３０、４０を電気抵抗の測定手段に電気的に接続し、所定の刺激を受けていない状態での抵抗値を測定する（イニシャライズ）。このとき、所定の刺激が特定物質である場合には、例えば、当該特定物質を所定の濃度で含む標準液を用いて、校正を行ってもよい。これにより、刺激の検出精度をさらに高めることができる。
その後、検体がセンサー１００と接触し得る状態において、刺激の検出を行う。
【０２１８】
このような方法で、測定を行うことにより、幅広い領域で刺激の強さ（所定成分の濃度等）の検出を容易かつ安定的に行うことができる。
【０２１９】
センサー１００は、ウェアラブル装置の一部を構成するもの、または、ウェアラブル装置に接続して用いられるものであるのが好ましい。
【０２２０】
これにより、例えば、刺激の検出に伴う使用者の負担を軽減することができ、例えば、運動時等においても、好適に用いることができる。また、使用者等が、表示部に表示された検出結果を好適に確認することができる。また、ファッション性の観点等からも好ましい。
ウェアラブル装置としては、例えば、腕時計型の装置等が挙げられる。
【０２２１】
また、例えば、刺激の検出後、必要に応じて、センサー用ゲル１０の洗浄を行ってもよい。これにより、センサー用ゲル１０を好適に再利用することができ、センサー用ゲル１０、センサー１００の長寿命化を図ることができる。センサー用ゲル１０の洗浄は、例えば、特定成分（所定の刺激）を含まない液体を用いて行うことができる。
【０２２２】
また、センサー１００の不使用時には、センサー用ゲル１０を、特定成分（所定の刺激）を含まない液体に接触させた状態で保存してもよい。これにより、センサー用ゲル１０を好適に保存することができ、センサー用ゲル１０、センサー１００の長寿命化を図ることができる。
以上、好適な実施形態について説明したが、これらに限定されるものではない。
【０２２３】
例えば、センサーは、前述した以外の構成を備えるものであってもよい。
例えば、所定の位置に貼着するための粘着剤層を備えるものであってもよい。
【０２２４】
また、前述した実施形態では、電極が、センサー用ゲルに接触しているものとして説明したが、電極とセンサー用ゲルとの間には、少なくとも１層の中間層が設けられていてもよい。これにより、例えば、センサー用ゲルと電極との密着性をより優れたものとすることができる。
【０２２５】
また、センサーは、センサー用ゲルを複数のセルに分割する隔壁を有するものであってもよい。
【０２２６】
また、センサーは、センサー用ゲルを収容する収容部材を備えるものであってもよい。これにより、例えば、外力等からセンサー用ゲルを好適に保護することができ、より安定的に刺激の検出を行うことができる。
【０２２７】
また、前述した実施形態では、単一の刺激応答性ゲル中に、第１の粒子および第２の粒子がいずれも均一に分散している場合について代表的に説明したが、第１の粒子、第２の粒子のうち少なくとも一方は、刺激応答性ゲル中の特定の部位に偏在していてもよい。例えば、第１の粒子が、電極間を最短距離で結ぶ線を含む領域に偏在していてもよい（図３参照）。これにより、第１の粒子の含有量を少なくした場合であっても、検出感度を十分に優れたものとすることができ、センサー用ゲル、センサー（ゲルセンサー）の生産コストの抑制の観点から有利である。また、第１の粒子が、刺激応答性ゲルのうち観察者の視点から離れた側（遠い側）の領域に偏在していたり、第２の粒子が刺激応答性ゲルのうち観察者の視点に近い側の領域に偏在していてもよい（図３参照。図３の上側を観察者の視点側とする。）。これにより、光学的手法による刺激の検出感度、検出精度をより優れたものとすることができる。
【０２２８】
また、前述した実施形態では、刺激応答性ゲルがシート状をなすものであり、センサー全体としてもシート状をなす場合について代表的に説明したが、刺激応答性ゲルは、シート状以外の形状をなすものであってもよく、また、センサーの形状も、例えば、ブロック状、紐状、筒状等、いかなる形状であってもよい。
【０２２９】
また、センサーは、構成部材の一部が、交換可能に構成されたものや、取り外しおよび再装着が可能に構成されたものであってもよい。例えば、吸収部材が、交換可能、または、取り外しおよび再装着が可能に構成されたものであってもよい。これにより、吸収部材に多量の固形分（例えば、特定成分等）が付着した場合であっても、吸収部材を交換したり、取り外し洗浄すること等により、センサーを使用することができる。このようなことから、センサーの長寿命化を図ることができる。
【符号の説明】
【０２３０】
１００…センサー（ゲルセンサー）
１０…センサー用ゲル
１…刺激応答性ゲル
１１…凹部
２１…第１の粒子（導電性粒子）
２２…第２の粒子（構造色発現用粒子）
３０…電極（第１の電極）
４０…電極（第２の電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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