(57)【要約】【課題】液体中に含まれる特定成分をリアルタイムで（即時的に）測定することができる刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーを提供すること。【解決手段】本発明の刺激応答性ゲル構造体は、特定成分による刺激により膨張又は収縮する刺激応答性ゲルと、前記刺激応答性ゲルを被覆し、前記特定成分を透過することが可能な半透膜と、を備えることを特徴とする。刺激応答性ゲル構造体は、生体内に挿入した状態で用いるものであるのが好ましい。前記刺激応答性ゲルは、前記特定成分として乳酸による刺激に反応するものであるのが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定成分による刺激により膨張又は収縮する刺激応答性ゲルと、
前記刺激応答性ゲルを被覆し、前記特定成分を透過することが可能な半透膜と、
を備えることを特徴とする刺激応答性ゲル構造体。
【請求項２】
刺激応答性ゲル構造体を生体内に挿入した状態で用いるものである請求項１に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項３】
前記刺激応答性ゲルは、前記特定成分として乳酸による刺激に反応するものである請求項１または２に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項４】
前記刺激応答性ゲルは、構成モノマーとして水溶性ビニルモノマーを含み、かつ、フェニルボロン酸構造を備えるポリマーを含むものである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項５】
前記ポリマーは、構成成分として、フェニルボロン酸構造を有するモノマーを含むものである請求項４に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項６】
前記ポリマーは、構成成分として、３−アクリルアミドフェニルボロン酸を含むものである請求項５に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項７】
前記ポリマー中における前記フェニルボロン酸構造を有するモノマーの含有率が、２０質量％以上４５質量％以下である請求項５または６に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項８】
前記ポリマーは、前記水溶性ビニルモノマーとして、ＯＨ基を備えるモノマーを含むものである請求項４ないし７のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項９】
前記ポリマーは、前記水溶性ビニルモノマーとして、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミドを含むものである請求項８に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項１０】
前記刺激応答性ゲルは、フェニルボロン酸構造を有する第１のポリマーと、ＯＨ基を備え、網目構造を有する第２のポリマーと、を含み、
前記第２のポリマーの網目に、前記第１のポリマーのポリマー鎖が入り込んでいるものである請求項１ないし９のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項１１】
前記刺激応答性ゲルは、平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粒子が分散してなるものである請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項１２】
前記刺激応答性ゲルは、導電性物質を含むものである請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の刺激応答性ゲル構造体。
【請求項１３】
液体中に含まれる特定成分による刺激により膨張、収縮する刺激応答性ゲルと、前記刺激応答性ゲルを被覆し、前記特定成分を透過することが可能な半透膜と、を含む刺激応答性ゲル構造体を備えることを特徴とするゲルセンサー。
【請求項１４】
ゲルセンサーは、前記刺激応答性ゲルで反射した反射光を導く導光手段をさらに備えるものであり、
前記刺激応答性ゲルは、平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粒子が分散してなるものである請求項１３に記載のゲルセンサー。
【請求項１５】
前記導光手段は、光ファイバーである請求項１４に記載のゲルセンサー。
【請求項１６】
ゲルセンサーは、電極をさらに備えるものであり、
前記刺激応答性ゲルは、導電性物質を含むものである請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載のゲルセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刺激応答性ゲル構造体およびゲルセンサーに関する。
【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。このような検査は、一般に、医療機関において実施されている。
【０００３】
一方、糖尿病の患者が自ら血糖値を確認することができる血液測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような血液測定装置では、いったん血液を採取した後、採取された血液について分析を行うため、リアルタイムで血液中の成分を分析することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２４２０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液体中に含まれる特定成分をリアルタイムで（即時的に）測定することができる刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の刺激応答性ゲル構造体は、特定成分による刺激により膨張又は収縮する刺激応答性ゲルと、
前記刺激応答性ゲルを被覆し、前記特定成分を透過することが可能な半透膜と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、液体中に含まれる特定成分をリアルタイムで（即時的に）測定することができる刺激応答性ゲル構造体を提供することができる。
【０００９】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、本発明の刺激応答性ゲル構造体を生体内に挿入した状態で用いるものであることが好ましい。
【００１０】
これにより、体液の様子をリアルタイムでモニターすることができる。特に、患者等の負担を軽減しつつ、長時間にわたって安定的に体液の様子を好適にモニターすることができる。
【００１１】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記刺激応答性ゲルは、前記特定成分として乳酸による刺激に反応するものであることが好ましい。
【００１２】
これにより、低濃度から高濃度まで広い濃度領域で、より高い定量性で特定成分（乳酸）を検出することができるものである。また、心疾患や敗血症等のようなショックを伴う重篤な疾患に対しても好適に対応することができる。
【００１３】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記刺激応答性ゲルは、構成モノマーとして水溶性ビニルモノマーを含み、かつ、フェニルボロン酸構造を備えるポリマーを含むものであることが好ましい。
【００１４】
これにより、液体が水等の親水性の高い成分を含むものである場合に、特定成分の濃度変化による刺激応答性ゲルの体積の変化率をより大きいものとすることができ、特定成分の定量的な検出をより好適に行うことができる。特に、乳酸等の検出をより好適に行うことができる。
【００１５】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記ポリマーは、構成成分として、フェニルボロン酸構造を有するモノマーを含むものであることが好ましい。
【００１６】
これにより、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に行うことができる。また、ポリマーの剛性をより容易に行うことができる。また、ポリマーの化学的安定性をより優れたものとすることができ、ポリマーの不本意な劣化、変性等をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記ポリマーは、構成成分として、３−アクリルアミドフェニルボロン酸を含むものであることが好ましい。
【００１８】
これにより、特定成分の濃度変化による刺激応答性ゲルの体積の変化率をさらに大きいものとすることができ、特定成分の定量的な検出をさらに好適に行うことができる。
【００１９】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記ポリマー中における前記フェニルボロン酸構造を有するモノマーの含有率が、２０質量％以上４５質量％以下であることが好ましい。
【００２０】
これにより、刺激応答性ゲルの柔軟性をより適切なものとすることができ、特定成分に対する感度を特に優れたものとすることができる。
【００２１】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記ポリマーは、前記水溶性ビニルモノマーとして、ＯＨ基を備えるモノマーを含むものであることが好ましい。
【００２２】
これにより、液体が水等の親水性の高い成分を含むものである場合に、特定成分の濃度変化による刺激応答性ゲルの体積の変化率をさらに大きいものとすることができ、特定成分の定量的な検出をさらに好適に行うことができる。特に、乳酸等の検出をさらに好適に行うことができる。また、刺激応答性ゲルの溶媒（特に、水等の極性（親水性）の高い溶媒）の保持力をより優れたものとすることができる。また、刺激応答性ゲルの特定成分に対する反応性（感受性）をより高いものとすることができる。
【００２３】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記ポリマーは、前記水溶性ビニルモノマーとして、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミドを含むものであることが好ましい。
【００２４】
これにより、液体が水等の親水性の高い成分を含むものである場合に、特定成分の濃度変化による刺激応答性ゲルの体積の変化率をさらに大きいものとすることができ、特定成分の定量的な検出をさらに好適に行うことができる。特に、乳酸等の検出をさらに好適に行うことができる。
【００２５】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記刺激応答性ゲルは、フェニルボロン酸構造を有する第１のポリマーと、ＯＨ基を備え、網目構造を有する第２のポリマーと、を含み、
前記第２のポリマーの網目に、前記第１のポリマーのポリマー鎖が入り込んでいるものであることが好ましい。
【００２６】
これにより、刺激応答性ゲルの特定成分に対する反応性（感受性）をより高いものとすることができる。また、刺激応答性ゲル全体を高い均一性で変形させることができ、刺激応答性ゲルの各部位で構造色のばらつきも抑制され、所定成分の濃度を容易かつ正確に判断することができる。また、長期間にわたって安定的に、所定の刺激の検出を行うことができ、刺激応答性ゲルの耐久性はより優れたものとなる。
【００２７】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記刺激応答性ゲルは、平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粒子が分散してなるものであることが好ましい。
【００２８】
これにより、ブラッグ反射による構造色を認識することができ、その色調により、特定成分の定量も、より容易に、また、より正確に行うことができる。
【００２９】
本発明の刺激応答性ゲル構造体では、前記刺激応答性ゲルは、導電性物質を含むものであることが好ましい。
【００３０】
これにより、刺激応答性ゲルの抵抗値（抵抗率）を求めることにより、刺激応答性ゲルの膨張収縮状態、すなわち、特定成分の濃度を容易かつ安定的に判断することができる。
【００３１】
本発明のゲルセンサーは、液体中に含まれる特定成分による刺激により膨張、収縮する刺激応答性ゲルと、前記刺激応答性ゲルを被覆し、前記特定成分を透過することが可能な半透膜と、を含む刺激応答性ゲル構造体を備えることを特徴とする。
【００３２】
これにより、液体中に含まれる特定成分をリアルタイムで（即時的に）測定することができるゲルセンサーを提供することができる。
【００３３】
本発明のゲルセンサーは、前記刺激応答性ゲルで反射した反射光を導く導光手段をさらに備えるものであり、
前記刺激応答性ゲルは、平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粒子が分散してなるものであることが好ましい。
【００３４】
これにより、ブラッグ反射による構造色をより好適に認識することができる。特に、刺激応答性ゲルを直接外部から視認することが困難な使用形態においても、刺激応答性ゲルの色調を好適に認識することができる。
【００３５】
本発明のゲルセンサーでは、前記導光手段は、光ファイバーであることが好ましい。
これにより、ゲルセンサーの構成の単純化を図ることができ、ゲルセンサーの構造が複雑化したり、ゲルセンサーが大型化することをより効果的に抑制しつつ、ブラッグ反射による構造色をより好適に認識することができる。また、ゲルセンサーの生産コストの抑制を図る上でも有利である。
【００３６】
本発明のゲルセンサーは、電極をさらに備えるものであり、
前記刺激応答性ゲルは、導電性物質を含むものであることが好ましい。
【００３７】
これにより、刺激応答性ゲルの膨張収縮状態に応じて変化する刺激応答性ゲルの抵抗値（抵抗率）を好適に求めることができ、特定成分の濃度を容易かつ安定的に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】刺激応答性ゲル構造体の第１実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図２】刺激応答性ゲル構造体の第２実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図３】ゲルセンサーの第１実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図４】ゲルセンサーの第２実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図５】ゲルセンサーの第３実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図６】ゲルセンサーのその他の好適な実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図７】刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーの使用方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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。
《刺激応答性ゲル構造体》
まず、刺激応答性ゲル構造体について説明する。
【００４０】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態のゲルセンサーについて説明する。
図１は、刺激応答性ゲル構造体の第１実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【００４１】
刺激応答性ゲル構造体１０は、液体中に含まれる（含まれるとは、溶解している状態、分散している状態のいずれでもよい）特定成分による刺激により膨張又は収縮する刺激応答性ゲル１と、刺激応答性ゲル１を被覆し、前記特定成分を透過することが可能な半透膜２とを備えている。なお、刺激応答性とは、特定成分による刺激により膨張または収縮する事を指す。
【００４２】
このように、半透膜２は、特定成分を透過することができるものである。そして、半透膜２は、一般に、刺激応答性ゲル１を構成する高分子材料（ポリマー）の透過を抑制するものである。
【００４３】
このような半透膜２で刺激応答性ゲル１が被覆されていることにより、刺激応答性ゲル１と接触する液体中に刺激応答性ゲル１が漏出することを抑制しつつ、刺激応答性ゲル１を液体中に含まれる特定成分と好適に接触させることができる。これにより、液体中に含まれる特定成分をリアルタイムで（即時的に）検出することができる。特に、刺激応答性ゲル１は、一般に、特定成分の濃度に応じて、体積が変化する（膨張率、収縮率が変化する）ため、特定成分の定量的な検出が可能である。
【００４４】
また、長期間にわたって、刺激応答性ゲル１を液体と接触させた場合であっても、刺激応答性ゲル１が漏出することが抑制され、所定の形状を保持することができるため、長期間にわたって安定的に特定成分の測定を行うことができる。また、例えば、生体内に留置した場合であっても、長期間にわたって十分な安全性を確保することができる。
【００４５】
＜刺激応答性ゲル＞
刺激応答性ゲル１は、液体に含まれる特定成分による刺激により可逆的に膨張または収縮するものである。
【００４６】
刺激応答性ゲル１は、特定成分による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、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。
【００４７】
（高分子材料（ポリマー））
刺激応答性ゲル１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（特定成分の種類）によって異なる。
【００４８】
刺激応答性ゲル１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。
【００４９】
以下、刺激応答性ゲル１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１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。
【００５０】
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。
【００５１】
また、糖類（例えば、グルコース、フルクトース等）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。
【００５２】
また、イオン物質（特に、カルシウムイオンを含むもの）を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。
【００５３】
また、塩化ナトリウム等のイオン物質を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。
【００５４】
また、乳酸を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。
【００５５】
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、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、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）二塩酸塩、アゾビスジメチルバレロニトリル、２，２’−アゾビス（２−アミノプロパン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス〔２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕二塩酸塩、２，２’−アゾビスイソブチルアミド二水和物、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］ｎ−ハイドレート、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、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〕二塩酸塩、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）等）、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、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、ジイソプロピルオキシジカーボネート、１，３−ジ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゼン、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、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルペルオキシビバレート、ｔ−ブチルペルオキシジイソブチレート等のパーオキシエステル等が挙げられる。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。
【００５６】
刺激応答性ゲル１は、高分子材料（ポリマー）として、架橋剤成分により架橋された構造のものを含むであるのが好ましい。
【００５７】
これにより、高分子材料（ポリマー）の溶媒に対する溶解性をより低いものとし、より過酷な条件下（例えば、高温環境下等）においても半透膜２からの高分子材料（ポリマー）の漏出を架橋剤成分により架橋されていないものと比較して低減することができる。
【００５８】
また、半透膜２として、液体の透過性がより高いものを用いることができるため、特定成分の検出の効率、感度をより優れたものとすることができる。
【００５９】
また、刺激応答性ゲル１が後述するような比較的小さい粒子を含むものである場合であっても、刺激応答性ゲル１中に当該粒子を保持することができ、当該粒子が漏出してしまう虞を低減することができる。
【００６０】
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。
【００６１】
刺激応答性ゲル１は、少なくとも、構成モノマーとして水溶性ビニルモノマーを含み、かつ、フェニルボロン酸構造を備えるポリマー（第１のポリマー）を含むものであるのが好ましい。
【００６２】
これにより、前記液体が水等の親水性の高い成分を含むものである場合に、特定成分の濃度変化による刺激応答性ゲル１の体積の変化率をより大きいものとすることができ、特定成分の定量的な検出をより好適に行うことができる。特に、乳酸等の検出をより好適に行うことができる。
【００６３】
以下、刺激応答性ゲル１が、少なくとも、構成モノマーとして水溶性ビニルモノマーを含み、かつ、フェニルボロン酸構造を備えるポリマー（第１のポリマー）を含むものである場合について中心的に説明する。
【００６４】
フェニルボロン酸構造は、例えば、ポリマー（第１のポリマー）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（第１のポリマー）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。言い換えると、ポリマー（第１のポリマー）は、構成成分として、フェニルボロン酸構造を有するモノマーを含むものであるのが好ましい。
【００６５】
これにより、ポリマー（第１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に行うことができる。また、ポリマー（第１のポリマー）の剛性をより容易に行うことができる。また、ポリマー（第１のポリマー）の化学的安定性をより優れたものとすることができ、ポリマー（第１のポリマー）の不本意な劣化、変性等をより効果的に抑制することができる。
【００６６】
ポリマー（第１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−（メタ）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、（メタ）アクリロイロキシフェニルボロン酸、（メタ）アクリロイルアミノベンゼンボロン酸、（メタ）ア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、ポリマー（第１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。
【００６７】
これにより、特定成分の濃度変化による刺激応答性ゲル１の体積の変化率をさらに大きいものとすることができ、特定成分の定量的な検出をさらに好適に行うことができる。
【００６８】
前記ポリマー（第１のポリマー）は、構成モノマーとして水溶性ビニルモノマー（フェニルボロン酸構造を有さない水溶性ビニルモノマー）を含むものである。
【００６９】
これにより、前記ポリマー（第１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とともに、特定成分の濃度変化による刺激応答性ゲル１の体積の変化率をさらに大きいものとすることができ、特定成分の定量的な検出をさらに好適に行うことができる。
【００７０】
なお、水溶性ビニルモノマーは、２５℃の水：１００ｇに対する溶解度が、５ｇ以上のものであるのが好ましく、１０ｇ以上のもの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】
水溶性ビニルモノマーとしては、水酸基（ＯＨ基）、ケトン基、カルボン酸基、イオン性基のうち少なくとも１種を有するものが好ましく、水酸基（ＯＨ基）、イオン性基のうち少なくとも１種を有するものがより好ましく、水酸基（ＯＨ基）を有するものがさらに好ましい。
【００７２】
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。また、刺激応答性ゲル１の溶媒（特に、水等の極性（親水性）の高い溶媒）の保持力をより優れたものとすることができる。
【００７３】
特に、水溶性ビニルモノマーが水酸基（ＯＨ基）を有するものであると、刺激応答性ゲル１は、フェニルボロン酸構造とＯＨ基とが結合した第１の状態と、フェニルボロン酸構造とＯＨ基との結合が解除された第２の状態とを取り得る。
【００７４】
このような状態の変化は、周囲の環境の変化（特定成分の有無や、特定成分の濃度等の変化）によって起こるものである。特に、上記のような状態の変化は、特定成分の濃度が比較的低い領域で、起こるものである。したがって、刺激応答性ゲル１の特定成分に対する反応性（感受性）をより高いものとすることができる。
【００７５】
前記ポリマー（第１のポリマー）を構成する水溶性ビニルモノマー（フェニルボロン酸構造を有さない水溶性ビニルモノマー）は、例えば、Ｎ−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシペンチル（メタ）アクリルアミド、２，３−ジヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド、ジヒドロキシブチル（メタ）アクリルアミド、ジヒドロキシペンチル（メタ）アクリルアミド、トリス（ヒドロキシメチル）メチル（メタ）アクリルアミド、２−（メタ）アクリルアミド２−メチルスルホン酸、（メタ）アクリルアミドグリコール酸、（メタ）アクリルアミドエタンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドブタンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドペンタンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドヘキサンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドヘプタンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドオクタンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドエトキシエタノール、２−ヒドロキシ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸モノグリセロール、無水マレイン酸グリセロールモノ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ１−アクリロキシ−３−メタ（アクリロキシ）プロパン、２−ヒドロキシ１，３−ジメタ（アクリロキシ）プロパン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド各種四級塩、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート各種四級塩、１，４−シクロヘキサンジメタノールモノ（メタ）アクリレート、（３−（メタ）アクリルアミドプロピル）トリメチルアンモニウムクロリド、トリメチル−２−（メタ）アクロイルオキシエチルアンモニウムクロリド、りん酸２−（（メタ）アクリロイルオキシ）エチル２−（トリメチルアンモニオ）エチル、（メタ）アクリル酸３−スルホプロピルカリウム、２−（メタ）アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス（メタ）アクリルアミド、ビニルスルホン酸等が挙げられ、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。
【００７６】
前記ポリマー（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（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシペンチル（メタ）アクリルアミド、２，３−ジヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド、ジヒドロキシブチル（メタ）アクリルアミド、ジヒドロキシペンチル（メタ）アクリルアミド、トリス（ヒドロキシメチル）メチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ１−アクリロキシ−３−メタ（アクリロキシ）プロパン、２−ヒドロキシ１，３−ジメタ（アクリロキシ）プロパン、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルアミドエトキシエタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられ、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が、前記ポリマー（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。
【００７７】
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。また、刺激応答性ゲル１が前記ポリマー（第１のポリマー）に加え、後に詳述する第２のポリマーを含むものである場合に、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１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抑制することができ、刺激応答性ゲル１の耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができる。
【００７８】
前記ポリマー（第１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水溶性ビニルモノマーの含有率は、４０ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、５０ｍｏｌ％以上７５ｍｏｌ％以下であるのがより好ましい。
【００７９】
前記ポリマー（第１のポリマー）中における前記フェニルボロン酸構造を有するモノマーの含有率は、２０質量％以上４５質量％以下であるのが好ましく、２５質量％以上４３質量％以下であるのがより好ましい。
【００８０】
これにより、刺激応答性ゲル１の柔軟性をより適切なものとすることができ、特定成分に対する感度を特に優れたものとすることができる。
【００８１】
これに対し、前記ポリマー（第１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ったり、前記上限値を超えたりすると、刺激応答性ゲル１の柔軟性や、特定成分に対する感度が低下する場合がある。
【００８２】
前記ポリマー（第１のポリマー）は、構成成分として、前述したモノマー（フェニルボロン酸構造を有するモノマー、フェニルボロン酸構造を有さない水溶性ビニルモノマー））以外のモノマーを含むものであってもよい。
【００８３】
このようなモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、エチレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ブトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、イソブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルラクトン、メチルビニルエーテル、（メタ）アクリロイルモルホリン、（メタ）アクリル酸、各種アルキル（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジメタノールモノ（メタ）アクリレート、（３−（メタ）アクリルアミドプロピル）トリメチルアンモニウムクロリド、トリメチル−２−（メタ）アクロイルオキシエチルアンモニウムクロリド、りん酸２−（（メタ）アクリロイルオキシ）エチル２−（トリメチルアンモニオ）エチル、（メタ）アクリル酸２−（２−エトキシエトキシ）エチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、ジ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、トリ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、ポリ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、トリメチロールプロパンエトキシラートトリ（メタ）アクリラート、トリメチロールプロパンプロポキシラートトリ（メタ）アクリラート、Ｎ−［トリス（３−（メタ）アクリルアミドプロポキシメチル）メチル］（メタ）アクリルアミド、酢酸ビニル、カルボン酸ビニル（Ｃ３〜Ｃ１０）、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（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス〔４−（（メタ）アクリロキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（（メタ）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−（（メタ）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）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス〔４−（（メタ）アクリロキシエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（（メタ）ア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）ア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）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、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、４−（メタ）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）ア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。
【００８４】
上記のモノマーのうち、アクリルアミド系、メタアクリルアミド系、アクリル酸系、メタアクリル酸系が好ましく、アクリルアミド系、メタアクリルアミド系がより好ましい。
【００８５】
また、前記ポリマー（第１のポリマー）は、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のうち少なくとも一方を含むものであるのが好ましい。
【００８６】
前記ポリマー（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。
【００８７】
これにより、前記ポリマー（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、前記ポリマー（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。
【００８８】
刺激応答性ゲル１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１は、高分子材料として、前述したような構成モノマーとして水溶性ビニルモノマーを含み、かつ、フェニルボロン酸構造を有する第１のポリマーに加えて、ＯＨ基（炭素原子に結合する水酸基）を有する第２のポリマーを含むものであってもよい。
【００８９】
これにより、前述したような刺激応答性ゲル１を構成する樹脂材料がフェニルボロン酸構造とＯＨ基とを有することによる効果がより効果的に発揮されるとともに、刺激応答性ゲル１の強度をより優れたものとすることができ、刺激応答性ゲル１、刺激応答性ゲル構造体１０の耐久性をより優れたものとすることができる。
【００９０】
また、刺激応答性ゲル１は、前述した第１のポリマーがＯＨ基を有さないものであっても、ＯＨ基を有する第２のポリマーを含むことにより、フェニルボロン酸構造とＯＨ基とが結合した第１の状態と、フェニルボロン酸構造とＯＨ基との結合が解除された第２の状態とを好適に取り得、特定成分の含有率の変化量が小さいものであっても、刺激応答性ゲル１の体積変化をより大きいものとすることができ、特定成分に対する感度をより優れたものとすることができる。また、刺激応答性ゲル１の溶媒（特に、水等の極性（親水性）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。また、第１のポリマーがＯＨ基を有するものであり、さらに第２のポリマーを含む場合には、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００９１】
以下、刺激応答性ゲル１が、樹脂材料として、フェニルボロン酸構造を有するポリマー（第１のポリマー）に加え、ＯＨ基（炭素原子に結合する水酸基）を有し、フェニルボロン酸構造を有さない第２のポリマーを含むものである場合について中心的に説明する。
【００９２】
（第２のポリマー）
第２のポリマーは、ＯＨ基（水酸基）を有するものである。
【００９３】
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。
【００９４】
これにより、第２のポリマーが有するＯＨ基の割合等の調整を容易に行うことができる。
【００９５】
第２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（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシペンチル（メタ）アクリルアミド、２，３−ジヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド、ジヒドロキシブチル（メタ）アクリルアミド、ジヒドロキシペンチル（メタ）アクリルアミド、トリス（ヒドロキシメチル）メチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ１−アクリロキシ−３−メタ（アクリロキシ）プロパン、２−ヒドロキシ１，３−ジメタ（アクリロキシ）プロパン、Ｎ，Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビス（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルアミドエトキシエタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられ、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。
【００９６】
これにより、刺激応答性ゲル１は、フェニルボロン酸構造とＯＨ基とが結合した第１の状態と、フェニルボロン酸構造とＯＨ基との結合が解除された第２の状態とをより好適に取り得、特定成分の含有率の変化量が小さいものであっても、刺激応答性ゲル１の体積変化をより大きいものとすることができ、特定成分に対する感度をより優れたものとすることができる。また、刺激応答性ゲル１の溶媒（特に、水等の極性（親水性）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。
【００９７】
また、第２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２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。
【００９８】
第２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、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、エチレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ブトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルスルホン酸、（メタ）アクリルアミドグリコール酸、イソブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルアミドエタンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドブタンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドペンタンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドヘキサンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドヘプタンカルボン酸、（メタ）アクリルアミドオクタンカルボン、（メタ）アクリルアミドエトキシエタノール、Ｎ−ビニルラクトン、（メタ）アクリル酸モノグリセロール、メチルビニルエーテル、無水マレイン酸グリセロールモノ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド各種四級塩、（メタ）アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート各種四級塩、（メタ）アクリル酸、各種アルキル（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジメタノールモノ（メタ）アクリレート、（３−（メタ）アクリルアミドプロピル）トリメチルアンモニウムクロリド、トリメチル−２−（メタ）アクロイルオキシエチルアンモニウムクロリド、りん酸２−（（メタ）アクリロイルオキシ）エチル２−（トリメチルアンモニオ）エチル、（メタ）アクリル酸３−スルホプロピルカリウム、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリル酸２−（２−エトキシエトキシ）エチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、ジ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、トリ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、ポリ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、トリメチロールプロパンエトキシラートトリ（メタ）アクリラート、トリメチロールプロパンプロポキシラートトリ（メタ）アクリラート、Ｎ−［トリス（３−（メタ）アクリルアミドプロポキシメチル）メチル］（メタ）アクリルアミド、ビニルスルホン酸、酢酸ビニル、カルボン酸ビニル（Ｃ３〜Ｃ１０）、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（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス〔４−（（メタ）アクリロキシジエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（（メタ）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−（（メタ）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）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス〔４−（（メタ）アクリロキシエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（（メタ）ア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）ア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）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、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、４−（メタ）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）ア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。
【００９９】
第２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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
第２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。
【０１０３】
これにより、前述したような第２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。
【０１０４】
第２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。
【０１０５】
これにより、前述したような第２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１の耐久性を特に優れたものとすることができる。
【０１０６】
刺激応答性ゲル１中における第２のポリマーの含有率Ｘ２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。
【０１０７】
これにより、前述したような刺激応答性ゲル１を構成する樹脂材料がフェニルボロン酸構造とＯＨ基とを有することによる効果がより効果的に発揮されるとともに、刺激応答性ゲル１の強度をより優れたものとすることができ、刺激応答性ゲル１、刺激応答性ゲル構造体１０の耐久性をより優れたものとすることができる。
【０１０８】
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。
【０１０９】
これにより、前述したような刺激応答性ゲル１を構成する樹脂材料がフェニルボロン酸構造とＯＨ基とを有することによる効果がより効果的に発揮されるとともに、刺激応答性ゲル１の強度をより優れたものとすることができ、刺激応答性ゲル１、刺激応答性ゲル構造体１０の耐久性をより優れたものとすることができる。
【０１１０】
刺激応答性ゲル１中における第１のポリマーの含有率Ｘ１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。
【０１１１】
これにより、刺激応答性ゲル１の柔軟性をより好適なものとすることができ、特定成分に対する感度をより優れたものとすることができる。
【０１１２】
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。
【０１１３】
これにより、刺激応答性ゲル１の柔軟性をより好適なものとすることができ、特定成分に対する感度をより優れたものとすることができる。
【０１１４】
刺激応答性ゲル１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≦Ｘ１／Ｘ２≦８の関係を満足するのが好ましく、１．３≦Ｘ１／Ｘ２≦１．９の関係を満足するのがより好ましい。
【０１１５】
これにより、刺激応答性ゲル１の柔軟性をより適切なものとすることができ、特定成分に対する感度をより優れたものとすることができる。
【０１１６】
刺激応答性ゲル１中には、前述した第１のポリマー、第２のポリマー以外のポリマー（高分子材料）を含むものであってもよい。例えば、分子内に、フェニルボロン酸構造、ＯＨ基のいずれをも有していないポリマーを含むものであってもよい。
【０１１７】
刺激応答性ゲル１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。
【０１１８】
また、刺激応答性ゲル１が複数種のポリマーを含むものである場合、少なくとも１種のポリマーが網目構造を有するものであり、かつ、それ以外のポリマーのポリマー鎖が、前記網目構造を有するポリマーの網目に入り込んでいることが好ましい。
【０１１９】
これにより、刺激応答性ゲル１の耐久性、耐溶剤性等をより優れたものとすることができ、より過酷な条件下（例えば、高温環境下等）においても半透膜２からの高分子材料（ポリマー）の漏出をより確実に抑制することができる。
【０１２０】
また、刺激応答性ゲル１が後述するような比較的小さい粒子を含むものである場合であっても、刺激応答性ゲル１中に当該粒子を保持することができ、当該粒子が漏出してしまうおそれを低減することができる。
【０１２１】
特に、フェニルボロン酸構造を有する第１のポリマーと、ＯＨ基を備え網目構造を有する第２のポリマーとを含み、当該第２のポリマーの網目に、第１のポリマーのポリマー鎖が入り込んでいるのがより好ましい。
【０１２２】
これにより、前述したような効果が得られるとともに、刺激応答性ゲル１の特定成分に対する反応性（感受性）をより高いものとすることができる。
【０１２３】
また、第２のポリマーの網目に第１のポリマーのポリマー鎖が入り込んでいることにより、刺激応答性ゲル１の局所的な変形が生じた場合に、その変形が周囲にも効率よく伝播し、結果として、刺激応答性ゲル１全体が高い均一性で変形することとなるため、刺激応答性ゲル１の各部位で構造色のばらつきも抑制される。その結果、所定成分の濃度を容易かつ正確に判断することができる。
【０１２４】
また、第２のポリマーが備えるＯＨ基と、第１のポリマーが備えるフェニルボロン構造とは、高い反応性を有するものであり、これらが結合した第１の状態を取り得るため、第２のポリマーの網目に、第１のポリマーのポリマー鎖が入り込んだ構造は、容易に崩されず、長期間にわたって安定的に保持される。したがって、長期間にわたって安定的に、所定の刺激の検出を行うことができる。すなわち、刺激応答性ゲル１の耐久性はより優れたものとなる。
【０１２５】
また、第２のポリマーに加えて、第１のポリマーも網目構造（架橋構造）を有するものであると以下のような効果が得られる。
【０１２６】
すなわち、第２のポリマーの網目から第１のポリマーが脱落する恐れを低減し、第２のポリマーの網目に第１のポリマーが入り込んだ状態が、より長期間にわたって、安定的に保持される。これは、第１のポリマーが有する（共有結合によって形成された強固な）網目構造によって、第２のポリマーによる閉じた環状構造と、第２のポリマーによる閉じた環状構造とが、鎖を構成する隣り合う輪のような関係となるためである。
【０１２７】
その結果、第１のポリマーと第２のポリマーとが近接した状態を安定的に保持することができ、長期間にわたって、所定成分の濃度の検出をより安定的に行うことができる。
【０１２８】
また、刺激応答性ゲル１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。
【０１２９】
刺激応答性ゲル１中において、第２のポリマーの網目に第１のポリマーが入り込んでいるか否かは、例えば、顕微鏡による観察により確認することができる。また、融点測定（例えば、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による融点の吸熱ピークの測定）により、判断することもできる。より具体的には、第１のポリマーおよび第２のポリマーが、独立した状態で、互いに異なる融点を持つものである場合に、融点測定において、第１のポリマーの融点のピークおよび第２のポリマーの融点のピークとは異なる融点のピーク（第２のポリマーの網目に第１のポリマーが入り込むことにより、第１のポリマーと第２のポリマーとが微視的に一体化している構造を有することによる融点のピーク）が確認される場合には、第２のポリマーの網目に第１のポリマーが入り込んでいるものと判断することができる。
【０１３０】
また、第１のポリマーと第２のポリマーとの溶解度の違いを利用して、第２のポリマーの網目に第１のポリマーが入り込んでいるか否かを確認することもできる。より具体的には、例えば、刺激応答性ゲル１について、第１のポリマー、第２のポリマーの一方のみを溶かす有機溶媒（例えば、第１のポリマー、第２のポリマーのうちの一方の２５℃における溶解度（溶媒１００ｇに対して溶解可能な量）が１ｇ／１００ｇ以上であり、第１のポリマー、第２のポリマーのうちの他方の２５℃における溶解度（溶媒１００ｇに対して溶解可能な量）が０．０１ｇ／１００ｇ以下である溶媒）が存在する場合、当該有機溶媒を、刺激応答性ゲル：１０ｇに対する添加量が１０００ｇとなるように２５℃で添加し、さらにこの温度で十分に撹拌した後に、ろ過を行い、さらに、理論的な抽出液の総量（ろ過時における溶媒の揮発がないものと仮定した場合の抽出液の総量）が、用いた刺激応答性ゲルの２００倍量（質量基準）となるように、前記有機溶媒で残渣を洗浄した場合に、抽出液中に含まれる前記有機溶媒に混合された刺激応答性ゲル中に含まれる第１のポリマーおよび第２のポリマーのうち前記有機溶媒に可溶な成分の含有量（Ｗ１［ｇ］）に対する、抽出液中に含まれる第１のポリマーおよび第１のポリマーのうち前記有機溶媒に可溶な成分の量（Ｗ２［ｇ］）の割合（（Ｗ２／Ｗ１）・１００）が、所定値以下（好ましくは１０質量％以下、より好ましくは１質量％以下）であることが確認されれば、第２のポリマーの網目に第１のポリマーが入り込んでいると判断することができる。
【０１３１】
また、第１のポリマーと第２のポリマーの構造を顕微鏡観察することで、第２のポリマーの網目に第１のポリマーが入り込んでいるか否かを確認することもできる。より具体的には、例えば、液体窒素で凍結した状態で刺激応答性ゲルを割断あるいはクライオＦＩＢにて刺激応答性ゲルの断面試料を作製し、クライオＳＥＭにて観察する。その際、島状構造やグレインが観察されなければ、第２のポリマーの網目に第１のポリマーが入り込んでいると判断することができる。さらに、エネルギー分散型Ｘ線分光装置（ＥＤＸ）にて、炭素、酸素、ホウ素の元素についてマッピング分析を行うことで、より詳細な観察が可能となり、第２のポリマーの網目に第１のポリマーが入り込んでいると判断することができる。
【０１３２】
上記のような網目構造（架橋構造）は、ポリマーの構成成分として、架橋剤成分を用いることにより、好適に導入することができる。
【０１３３】
＜溶媒＞
刺激応答性ゲル１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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
刺激応答性ゲル１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１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。
【０１３６】
＜粒子＞
刺激応答性ゲル１は、例えば、平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粒子（微粒子）を含むものであってもよい。
【０１３７】
これにより、ブラッグ反射による構造色を認識することができる。特に、刺激応答性ゲル１の膨張または収縮に伴い、隣り合う当該粒子の距離が変化し、ブラッグ反射による構造色（反射光の波長）も変化するため、光学的（視覚的）に特定成分を検出することができる。また、ブラッグ反射による構造色または構造色の変化が認識されるため、例えば、その色調により、特定成分の定量も、より容易に、また、より正確に行うことができる。また、刺激応答性ゲル１の変形（膨張または収縮）を検出するための検出装置を用いなくても、特定成分の検出、定量を、目視による観察により好適に行うことができる。また、検出装置を用いる場合であっても、微小な形状変化の検出ではなく、色調の変化を検出すればよいため、検出装置として比較的安価なものを利用することができる。
【０１３８】
刺激応答性ゲル１が粒子を含むものである場合、粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であるのが好ましいが、２０ｎｍ以上５００ｎｍ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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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１、刺激応答性ゲル構造体１０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１、刺激応答性ゲル構造体１０の安定的な生産、供給の観点からも有利である。
【０１４２】
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の認識が容易になり、特定成分の定量をより容易に行うことができる。
【０１４３】
刺激応答性ゲル１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１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。
【０１４４】
これにより、刺激応答性ゲル１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。
【０１４５】
＜導電性物質＞
刺激応答性ゲル１は、例えば、導電性物質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１の膨張収縮状態に応じて、刺激応答性ゲル１中に含まれる導電性物質同士の距離を異なるものとすることができ、その結果、刺激応答性ゲル１の抵抗値（抵抗率）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）に比べて導電性物質同士の距離（平均距離）が大きくなるため、刺激応答性ゲル１の抵抗値（抵抗率）が大きくなる。したがって、刺激応答性ゲル１の抵抗値（抵抗率）を求めることにより、刺激応答性ゲル１の膨張収縮状態、すなわち、刺激の強さ（特定成分の濃度）を容易かつ安定的に判断することができる。
【０１４７】
刺激応答性ゲル１が導電性物質を含むものである場合、導電性物質は、いかなる形態で含まれるものであってもよく、例えば、溶解状態等で含まれるものであってもよいが、粒子として含まれるのが好ましい。
【０１４８】
これにより、導電性物質の選択の幅が広がる。また、刺激応答性ゲル１の膨張収縮状態による刺激応答性ゲル１の抵抗値（抵抗率）の変化率をより安定的なものとすることができ、検出の精度をより優れたものとすることができる。
【０１４９】
刺激応答性ゲル１中に含まれ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。
【０１５０】
このような導電性物質を含むことにより、刺激応答性ゲル１、刺激応答性ゲル構造体１０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、刺激応答性ゲル１、刺激応答性ゲル構造体１０の生産コストの抑制、安定供給の点からも有利である。
【０１５１】
特に、刺激応答性ゲル１中に含まれる導電性物質がＩＴＯ等の透明材料である場合、
前述したような粒子（構造色の発現に寄与する粒子）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。
【０１５２】
刺激応答性ゲル１中に含まれ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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
刺激応答性ゲル１中に含まれる導電性物質の屈折率は、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。
【０１５５】
これにより、前述したような粒子（構造色の発現に寄与する粒子）が関与するブラッグ反射による構造色の視認性（識別のし易さ）をより優れたものとすることができる。
【０１５６】
導電性物質を含む材料で構成された粒子を含む場合、当該粒子は、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。
【０１５７】
例えば、前記粒子（導電性物質を含む材料で構成された粒子）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。
【０１５８】
導電性物質を含む材料で構成された粒子を含む場合、当該粒子は、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。
【０１５９】
導電性物質を含む材料で構成された粒子を含む場合、当該粒子の平均粒径は、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。
【０１６０】
これにより、刺激応答性ゲル１中において、前記粒子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。
【０１６１】
＜その他の成分＞
刺激応答性ゲル１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。
【０１６２】
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、保湿剤等が挙げられる。
【０１６３】
＜半透膜＞
半透膜２は、液体中に含まれる特定成分（刺激応答性ゲル１を膨張または収縮させる成分）を透過することができるとともに、刺激応答性ゲル１を構成する高分子材料（ポリマー）の透過を抑制する機能を有するものである。
【０１６４】
刺激応答性ゲル１が前述したような微粒子（平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微粒子）を含むものである場合、半透膜２は、透明性を有するものであるのが好ましい。
これにより、特定成分による色調変化をより好適に認識することができる。
【０１６５】
特に、半透膜２についての可視光の透過率（例えば、波長５６０ｎｍの光の透過率）は、７０％以上であるのが好ましく、８０％以上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。
【０１６６】
刺激応答性ゲル構造体１０が生体内に挿入して用いられるものである場合等においては、半透膜２は、タンパク質を透過しないものであるのが好ましい。
【０１６７】
これにより、タンパク質が刺激応答性ゲル１の変形に悪影響を与える虞を低減することができ、特定成分の検出の信頼性をより優れたものとすることができる。
【０１６８】
半透膜２としては、例えば、フェロシアン化銅の沈殿膜、コロジオン膜、膀胱膜や、セルロース（セロファン）、アセチルセルロース、ポリアクリロニトリル、テフロン（登録商標）、ポリエステル系ポリマーアロイ、ポリスルホン等の多孔質膜等を用いることができる。
【０１６９】
中でも、半透膜２は、高親水性（半透膜表面もしくは表面を含む半透膜材質そのものが高親水性であるもの）であるのが好ましい。
【０１７０】
このような半透膜２は、刺激応答性ゲル１（高分子材料等）の漏出を抑制しつつ、様々な種類の液体、特定成分（例えば、乳酸や糖類等）の透過性をより高いものとすることができる。その結果、特定成分の検出の効率、感度をより高いものとすることができる。また、このような半透膜２は、特に優れた柔軟性（伸縮性）を有しており、刺激応答性ゲル１の伸縮により好適に追従することができる。
【０１７１】
半透膜２の厚さは、特に限定されないが、０．１μ以上５μｍ以下であるのが好ましく、０．２μ以上２μｍ以下であるのが好ましい。
【０１７２】
これにより、刺激応答性ゲル１の漏出を抑制しつつ、半透膜２の液体の透過性をより高いものとすることができ、特定成分の検出の効率、感度をより優れたものとすることができる。
【０１７３】
半透膜２の親水性をより高いものとするために、例えば、ＯＨ基、イオン性基（アニオン、カチオン）、オキシアルキレン基等を含む材料を用いてもよい。これにより、半透膜２の透過性を高めつつ、タンパク質、脂質等の半透膜２への吸着をより低減することができる。
【０１７４】
刺激応答性ゲル構造体１０は、液体と接触して用いるものであれば、いかなる形態で用いられるものであってもよく、例えば、ビーカー、フラスコ、試験管等の各種容器に収容された液体中に浸漬して用いるものや、液体で表面が濡れた部材の当該表面に接触するようにして用いられるもの等であってもよいが、刺激応答性ゲル構造体１０の少なくとも一部を、生体内に挿入した状態で用いるものであるのが好ましい。
【０１７５】
これにより、体液（例えば、血液、リンパ、間質液、骨髄液、唾液、胃液、体内（例えば、尿路内や膀胱内等）の尿、羊水等の生体内に含まれる液体）の様子をリアルタイムでモニターすることができる。特に、患者等の負担を軽減しつつ、長時間にわたって安定的に体液の様子を好適にモニターすることができる。
【０１７６】
また、従来においては体液の検査を行う場合、一般に、医療機関において、いったん体液を採取し（血液の場合は、採血）し、採取された体液について生化学検査が行われていた。このような従来の方法では、体液の採取から検査結果が得られるまでに比較的長時間を要し、リアルタイムで体液の状態を把握することが困難であった。特に、心疾患や敗血症等の患者でショック状態の患者またはショック状態になるおそれがある患者や、臓器不全の患者等に対しては、一刻も早く適切な処置を行うため、また、患者の急変をいち早く察知するために、ベッドサイドでの患者状態モニタリング装置が求められているが、このような要求は満たされていない。また、上記のような方法では、所定期間を空けて、複数回（多数回）、体液の採取を行うこと必要な場合が多くあり、その度に、医師、看護師、検査技師等の多くの者の労力が必要であった。
【０１７７】
これに対し、刺激応答性ゲル構造体１０では、生体内に挿入した状態で用いる場合、体液を体外に取り出す必要がなく、体内において体液と接触させることにより、好適に体液の検査（特に、特定成分の定量的な検出）を行うことができるため、刺激応答性ゲル構造体１０の挿入から短時間で体液の検査を行うことができ、リアルタイムで体液の状態を把握することができ、重篤な疾患の患者等にも好適に対応することができる。また、いったん刺激応答性ゲル構造体１０の挿入を行えば、長期間にわたって継時的な体液の組成変化等のモニターを好適に行うことができ、医師、看護師、検査技師等の労力を大幅に軽減することができる。特に、患者の自宅等、医師、看護師等の医療関係者が存在しない場所でも、長期間にわたって継時的な体液の組成変化等のモニターを好適に行うことができる。また、必要に応じて、モニター結果のデータを医療機関等に送信することで、患者の医療機関等への訪問頻度を減らすことができ、患者自身の負担も軽減することができる。また、モニター結果から、より迅速な処置（予防的な処置を含む）、治療を医療関係者がとることができるため、患者の症状の増悪等をより効果的に抑制することができ、患者のより早期の回復等を図ることができる。
【０１７８】
なお、生体内に挿入した状態としては、例えば、皮下に刺入、埋入した状態、筋肉内に刺入、埋入した状態、血管内に刺入した状態、口腔、食道、気管、腸等の体腔内に挿入した状態等が挙げられる。
【０１７９】
刺激応答性ゲル１は、いかなる特定成分に反応するものであってもよいが、特定成分として乳酸による刺激に反応するものであるのが好ましい。
【０１８０】
前述したような刺激応答性ゲル１は、各種特定成分の中でも、特に乳酸に対して優れた定量性での検出が可能なものであり、低濃度から高濃度まで広い濃度領域で、より高い定量性で乳酸を検出することができるものである。
【０１８１】
また、乳酸は、生体内において産生される物質であり、生体の状況を評価するのに好適に用いることのできる化学物質（特定成分）である。
【０１８２】
特に、乳酸は、心疾患や敗血症等における重篤なショック状態時に組織への血流が低下し、組織中の酸素が不足し解糖系代謝が亢進することにより、産生量が増える物質である。このようなことから、乳酸を特定成分として検出することにより、ショック時の処置を適切に行うことができる。
【０１８３】
なお、敗血症ガイドラインにも治療時の指標として血中乳酸値の計測が推奨されているが、従来では、血中乳酸値を計測するために主に動脈血を採取し、血液ガス分析装置で乳酸値を測定していた。このような方法では、患者のベッドサイドで連続的に患者体内の乳酸値変動をモニタリングすることは実質的に不可能であった。また、従来においては、乳酸値を計測する場合、通常は酵素（酵素電極）を使用する。しかし酵素は、バイオ試薬であり、価格は高く、温度、湿度等の保管環境により劣化を生じやすく、定量性に影響を及ぼしやすいという問題点があった。また、酵素は、製造ロットやメーカー、保管環境等によりその活性が変動しやすいため、酵素を用いた方法では、酵素電極使用前に既知濃度の標準液にて校正する必要がある。さらに、酵素反応では通常酸素を必要とするため、ショック状態のような低酸素状態の場合、体組織中の酸素濃度が低下している可能性が高く、酵素による乳酸値の定量結果に誤差を生じやすいという問題もあった。
【０１８４】
これに対し、刺激応答性ゲル構造体１０では、酵素を用いる必要がないため、上記のような問題の発生を低減することができる。
【０１８５】
なお、刺激応答性ゲル構造体１０は、刺激応答性ゲル１を外部から直接視認することができる部位（例えば、生体の皮下等）に設置して用いられるものであってもよいし、刺激応答性ゲル１を外部から直接視認することができない部位（例えば、生体の筋肉内等）に設置して用いられるものであってもよい。
【０１８６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の刺激応答性ゲル構造体について説明する。
図２は、刺激応答性ゲル構造体の第２実施形態を説明するための模式的な断面図である。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。
【０１８７】
図２に示すように、本実施形態の刺激応答性ゲル構造体１０は、刺激応答性ゲル１および半透膜２に加え、これらを支持する芯材（基材）３を備えている。
【０１８８】
これにより、刺激応答性ゲル構造体１０の形状の安定性を向上させることができ、刺激応答性ゲル構造体１０を所望の部位に設置する操作をより容易に行うことができる。特に、管路内に挿入する場合や、生体内（例えば、皮下、筋肉内等）への挿入のように設置の際に刺激応答性ゲル構造体１０に対し比較的大きな場合等における刺激応答性ゲル構造体１０の取扱いのし易さ（作業性）を顕著に向上させることができる。
【０１８９】
芯材（基材）３は、通常、刺激応答性ゲル１よりも硬質の材料で構成されたものであり、芯材（基材）３の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等の各種樹脂材料や、各種金属材料、各種セラミックス材料、各種ガラス、各種炭素材料等を用いることができる。
【０１９０】
《ゲルセンサー》
次に、ゲルセンサーについて説明する。
【０１９１】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態のゲルセンサーについて説明する。
図３は、ゲルセンサーの第１実施形態を説明するための模式的な断面図である。なお、図３中、矢印で光の進行方向を示した。
【０１９２】
ゲルセンサー（センサー装置）１００は、刺激応答性ゲル構造体１０を備えるものである。
【０１９３】
これにより、液体中に含まれる特定成分をリアルタイムで（即時的に）測定することができる。
【０１９４】
特に、本実施形態のゲルセンサー１００では、刺激応答性ゲル構造体１０を構成する刺激応答性ゲル１は、前述したような平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の微粒子が分散してなるものであり、かつ、図３に示すように、刺激応答性ゲル１で反射した反射光をゲルセンサー１００の外部に導く導光手段５０をさらに備えている。
【０１９５】
これにより、ブラッグ反射による構造色をより好適に認識することができる。特に、刺激応答性ゲル構造体１０（刺激応答性ゲル１）を直接外部から視認することが困難な使用形態においても、刺激応答性ゲル１の色調を好適に認識することができる。
【０１９６】
導光手段５０としては、刺激応答性ゲル１で反射した反射光を導く機能を有するものであればいかなるものであってもよく、例えば、光導波路等を用いることができるが、光ファイバーであるのが好ましい。
【０１９７】
これにより、ゲルセンサー１００の構成の単純化を図ることができ、ゲルセンサー１００の構造が複雑化したり、ゲルセンサー１００が大型化することをより効果的に抑制しつつ、前述したような効果を得ることができる。また、ゲルセンサー１００の生産コストの抑制を図る上でも有利である。
【０１９８】
また、本実施形態のゲルセンサー１００は、図３に示すように、刺激応答性ゲル構造体１０（特に、刺激応答性ゲル１）に向けて照射される光を導く導光手段６０をさらに備えている。
【０１９９】
これにより、刺激応答性ゲル１に照射される光の光量を多くすることができ、刺激応答性ゲル１の色調をより好適に認識することができる。特に、生体内や光の透過性の低い部材内部（例えば、管路内等）に刺激応答性ゲル１が配される場合等、通常の環境下では照射される光量が不足しがちな部位に刺激応答性ゲル１が配される場合であっても刺激応答性ゲル１に照射される光の光量を多くすることができ、刺激応答性ゲル１の色調を好適に認識することができる。
【０２００】
導光手段６０としては、刺激応答性ゲル構造体１０（特に、刺激応答性ゲル１）に向けて照射される光を導く機能を有するものであればいかなるものであってもよく、例えば、光導波路等を用いることができるが、光ファイバーであるのが好ましい。
【０２０１】
これにより、ゲルセンサー１００の構成の単純化を図ることができ、ゲルセンサー１００の構造が複雑化したり、ゲルセンサー１００が大型化することをより効果的に抑制しつつ、前述したような効果を得ることができる。また、ゲルセンサー１００の生産コストの抑制を図る上でも有利である。
【０２０２】
ゲルセンサー１００が、刺激応答性ゲル１を含む部位の少なくとも一部を生体内や管路内に挿入して用いるものである場合、生体内や管路内への挿入部の形状は、長尺状（棒状）であるのが好ましい。
【０２０３】
これにより、例えば、注射（カテーテル等を用いた処置を含む）、内視鏡を用いた処置、手術（腹腔鏡手術等を含む）等により、刺激応答性ゲル構造体１０を所望の部位に好適に設置することができる。
【０２０４】
また、ゲルセンサー１００が、刺激応答性ゲル１を含む部位の少なくとも一部を生体内に挿入して用いるものである場合、生体内への挿入部は、先端が鋭利な形状であってもよい。
【０２０５】
これにより、穿刺針を別途用意することなく、ゲルセンサー１００の少なくとも一部（刺激応答性ゲル１を含む部位の少なくとも一部）を好適に生体内に挿入することができる。
【０２０６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のゲルセンサーについて説明する。
図４は、ゲルセンサーの第２実施形態を説明するための模式的な断面図である。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。
【０２０７】
本実施形態のゲルセンサー１００では、刺激応答性ゲル構造体１０を構成する刺激応答性ゲル１は、前述したような導電性物質を含むものであり、かつ、図４に示すように、刺激応答性ゲル１に接触する電極８１、８２をさらに備えている。
【０２０８】
これにより、刺激応答性ゲル１の膨張収縮状態に応じて変化する刺激応答性ゲル１の抵抗値（抵抗率）を好適に求めることができ、刺激の強さ（特定成分の濃度）を容易かつ安定的に判断することができる。
【０２０９】
電極８１−電極８２間の距離（最短距離）は、特に限定されないが、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。
【０２１０】
これにより、刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサー１００の大型化を抑制しつつ、特定成分の検出の信頼性をより優れたものとすることができる。
【０２１１】
［第３実施形態］
次に、ゲルセンサーの第３実施形態について説明する。
図５は、ゲルセンサーの第３実施形態を説明するための模式的な断面図である。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。
【０２１２】
本実施形態では、導光手段６０と刺激応答性ゲル構造体１０（刺激応答性ゲル１）との間の光路上に、レンズ７０が配されている以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０２１３】
これにより、導光手段６０により導かれた光を刺激応答性ゲル１のより広い領域に向けて十分な光量で照射することができる。その結果、刺激応答性ゲル１で反射した反射光の検出をより好適に行うことができ、特定成分の検出感度、検出精度をより優れたものとすることができる。
【０２１４】
レンズ７０としては、各種の物を用いることができ、平凸レンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、凹凸レンズ等を用いることができる。また、レンズ７０としては、マイクロレンズレンズ、レンチキュラレンズ、シリンドリカルレンズ等も用いることができる。
【０２１５】
［その他の実施形態］
次に、ゲルセンサーのその他の好適な実施形態について説明する。
図６は、ゲルセンサーのその他の好適な実施形態を説明するための模式的な断面図である。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。
【０２１６】
図６に示す実施形態では、刺激応答性ゲル構造体１０と導光手段５０との間に、透明性を有する材料で構成されたスペーサー７５が配されている以外は、前述した実施形態（特に、第１実施形態、第３実施形態）と同様である。
【０２１７】
これにより、刺激応答性ゲル１で反射した光をより効率よく導光手段５０に導くことができる。その結果、刺激応答性ゲル１で反射した反射光の検出をより好適に行うことができ、特定成分の検出感度、検出精度をより優れたものとすることができる。
【０２１８】
スペーサー７５は、透明性を有するものであればよいが、スペーサー７５についての可視光の透過率（例えば、波長５６０ｎｍの光の透過率）は、７０％以上であるのが好ましく、８０％以上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。
【０２１９】
スペーサー７５の具体的な構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等の各種樹脂材料や、各種ガラス材料等が挙げられる。
【０２２０】
《刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーの用途》
次に、刺激応答性ゲル構造体１０、ゲルセンサー１００の用途について、具体例を挙げつつ説明する。
【０２２１】
刺激応答性ゲル構造体１０、ゲルセンサー１００は、液体中に含まれる特定成分を容易に検出することができるため、例えば、液状の被検物（検体）中に特定成分が含まれるか否かを調べるもの、または、被検物中に含まれる特定成分の濃度を測定するものとして用いることができる。
【０２２２】
刺激応答性ゲル構造体１０、ゲルセンサー１００のより具体的な用途としては、例えば、生体物質を検出するもの、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）を検出するもの、花粉等の抗原（アレルギー物質）を検出するもの、ウイルス、細菌等を検出するもの、土壌に含まれる成分を検出するもの、廃液（排水を含む）に含まれる成分を検出するもの、食品に含まれる成分を検出するもの、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）を検出するもの、細胞培養モニター、発酵モニター等が挙げられる。
【０２２３】
特に、刺激応答性ゲル構造体１０、ゲルセンサー１００では、刺激応答性ゲル１が半透膜２で被覆されていることにより、刺激応答性ゲル１が接触する液体中に漏出してしまうことが好適に低減されたものであるため、刺激応答性ゲル構造体１０の少なくとも一部を、生体内に挿入した状態で用いるものであるのが好ましい。
これにより、前述したような効果が得られる。
【０２２４】
また、刺激応答性ゲル構造体１０、ゲルセンサー１００は、刺激応答性ゲル１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成分を分離・抽出する分離・抽出手段として用いることもできる。すなわち、刺激応答性ゲル１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、必要に応じて別の刺激応答性ゲル構造体１０、ゲルセンサー１００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。
【０２２５】
被検物中に含まれる特定成分を分離・抽出する分離・抽出手段としては、例えば、毒物、有害物質、環境汚染物質等の分離・抽出手段、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・抽出手段等が挙げられる。
【０２２６】
《刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーの使用方法》
次に、刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーの使用方法について説明する。
図７は、刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーの使用方法の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【０２２７】
図７に示すように、本実施形態の刺激応答性ゲル構造体１０、ゲルセンサー１００の使用方法は、刺激応答性ゲル構造体１０を所望の部位に設置する設置工程と、刺激応答性ゲル構造体１０を構成する刺激応答性ゲル１に液体を接触させ、当該液体中に含まれる特定成分を検出する検出工程とを有している。
【０２２８】
＜設置工程＞
設置工程では、刺激応答性ゲル構造体１０を所望の部位に設置する。
【０２２９】
本工程ではいかなる方法で行うものであってもよいが、生体内に刺激応答性ゲル構造体１０の少なくとも一部を設置する場合、例えば、注射（カテーテル等を用いた処置を含む）、内視鏡を用いた処置、手術（腹腔鏡手術等を含む）等により、好適に行うことができる。
【０２３０】
なお、刺激応答性ゲル１が前述したような導電性物質を含むものである場合、予め、電極８１、８２を電気抵抗の測定手段に電気的に接続し、特定成分による刺激を受けていない状態での抵抗値を測定（イニシャライズ）して、校正を行ってもよい。このとき、例えば、特定成分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。上記のような構成を行うことにより、特定成分の検出精度をさらに高めることができる。
【０２３１】
前述したように、刺激応答性ゲル構造体１０は、刺激応答性ゲル１が半透膜２で被覆された構造を有しているため、刺激応答性ゲル１の液体中への漏出を効果的に抑制することができる。
【０２３２】
＜検出工程＞
検出工程では、刺激応答性ゲル構造体１０を構成する刺激応答性ゲル１に液体を接触させることにより、液体中に含まれる成分を検出する。
【０２３３】
前述したように、刺激応答性ゲル１を被覆する半透膜２は、刺激応答性ゲル１を構成する高分子材料（ポリマー）等の透過を抑制しつつ、液体中に含まれる特定成分を透過することができるものであるため、好適に特定成分の検出を行うことができる。特に、従来の血液検査のように、液体（血液）を採取した後に、別途生化学検査等の検査を行う必要がなく、リアルタイムで特定成分の検出を行うことができる。
【０２３４】
刺激応答性ゲル構造体１０、ゲルセンサー１００を用いて得られた測定結果に関するデータは、例えば、記憶手段により保存してもよい。
【０２３５】
これにより、例えば、より長期間にわたる経時的な特定成分の量の変動等を好適に管理することができる。また、例えば、複数の患者についてのデータを管理することにより、統計的な傾向等を見出し、特定疾患に対する治療方針の決定等に有効に活用することができる。
【０２３６】
また、刺激応答性ゲル構造体１０、ゲルセンサー１００を用いて得られた測定結果に関するデータは、例えば、院内システムや電子カルテと連携するようにしてもよい。
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。
【０２３７】
例えば、刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーは、前述した以外の構成を備えるものであってもよい。
【０２３８】
例えば、刺激応答性ゲル構造体は、前述した刺激応答性ゲルおよび半透膜を備えた刺激応答性ゲル構造体本体に加え、当該刺激応答性ゲル構造体本体の少なくとも一部を収容する筐体を備えるものであってもよい。
【０２３９】
前述した実施形態では、半透膜が刺激応答性ゲルの全体（全外表面）を被覆している場合について代表的に説明したが、半透膜は、例えば、刺激応答性ゲルの外表面の一部のみを被覆し、刺激応答性ゲルの外表面のうち半透膜で被覆されていない部位は、液体（特定成分）について非透過性の部材（例えば、筐体）で被覆されていてもよい。
【０２４０】
また、前記では、刺激応答性ゲル構造体に向けて照射される光を導く導光手段と刺激応答性ゲル構造体（刺激応答性ゲル）との間の光路上にレンズが配された実施形態を挙げて説明したが、刺激応答性ゲル構造体と刺激応答性ゲルで反射した反射光をゲルセンサーの外部に導く導光手段との間の光路上にレンズが配されていてもよい。
【０２４１】
また、ゲルセンサーは、刺激応答性ゲルに照射される光を発する光源を備えるものであってもよい。これにより、特定成分の検出感度、検出精度のさらなる向上を図ることができる。
【０２４２】
このような光源は、いかなる部位に設置されたものであってもよく、例えば、刺激応答性ゲルの近傍に配され、光源からの光が直接刺激応答性ゲルに照射されるように構成されていてもよいし、ゲルセンサーが刺激応答性ゲル構造体に向けて照射される光を導く導光手段を備えるものである場合において、当該導光手段の上流側に配されており、当該導光手段により導かれた光が刺激応答性ゲルに照射されるように構成されていてもよい。
【０２４３】
また、刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーは、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、ゲルセンサーにおいて、刺激応答性ゲル構造体は、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。
【０２４４】
また、前述した実施形態では、刺激応答性ゲル（刺激応答性ゲル材料）は、刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーの使用前の状態においても、ゲル状態をなすものである場合について代表的に説明したが、刺激応答性ゲル材料は、刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーの使用時にゲル状態をなすものであればよく、例えば、刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーの保存時等においては、ゲル状態をなしていないもの（例えば、乾燥状態のもの）であってもよい。このような場合、例えば、刺激応答性ゲル構造体、ゲルセンサーの使用に先立ち、ゲル材料の溶媒を構成すべき液体等を刺激応答性ゲル材料に付与することにより、ゲル状態をなすものとすることができる。
【符号の説明】
【０２４５】
１００…ゲルセンサー（センサー装置）、１０…刺激応答性ゲル構造体、１…刺激応答性ゲル、２…半透膜、３…芯材（基材）、５０…導光手段（光ファイバー）、６０…導光手段（光ファイバー）、７０…レンズ、７５…スペーサー、８１…電極（第１の電極）、８２…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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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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