(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両親媒性物質を感応物質とし、該感応物質が所定濃度で膜状に配列された第１の分子膜と、
前記第１の分子膜と同質の感応物質が前記所定濃度と異なる濃度で膜状に配列された第２の分子膜と、
前記第１の分子膜の感応出力と、第２の分子膜の感応出力との差を検出する感応出力差検出手段とを備え、
前記第１の分子膜および第２の分子膜の感応物質濃度は、特定物質に対する前記第１の分子膜の感応出力と前記第２の分子膜の感応出力との差が大となり、他の物質に対する前記第１の分子膜の感応出力と前記第２の分子膜の感応出力との差が小となるように予め設定されていることを特徴とする分子膜センサ。
【請求項２】
前記請求項１記載の分子膜センサの第１の分子膜と第２の分子膜を同一の検査対象液に漬けて前記第１の分子膜の感応出力と前記第２の分子膜の感応出力の差を求め、
前記求めた感応出力差に基づいて前記検査対象液内の前記特定物質の濃度測定または前記特定物質の有無の判定を行うことを特徴とする物質分析方法。
【請求項３】
前記請求項１記載の分子膜センサの第１の分子膜と第２の分子膜の感応物質濃度を決定する方法であって、
同質の感応物質がそれぞれ異なる濃度で膜状に配列された複数の分子膜を作製する段階と、
前記複数の分子膜を、含有物質の成分が異なる複数のサンプル液に漬けて、各分子膜についてのサンプル液毎の感応出力を求める段階と、
前記求めた感応出力に基づいて、２つの分子膜の同一サンプル液に対する感応出力の差を、分子膜の異なる組合せで各サンプル液について求める段階と、
前記求めた感応出力差のうち、特定物質を含むサンプル液についての感応出力差が大で、他のサンプル液についての感応出力差が小となる分子膜の組合せを選定する段階とを含み、
前記選定された２つの分子膜の感応物質濃度を、前記第１の分子膜と第２の分子膜の感応物質濃度と決定する分子膜の感応物質濃度決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両親媒性物質からなる感応物質を膜状に配列した分子膜を感応素子として有する分子膜センサの物質に対する選択性を高くするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、味の検査を行うためのセンサとして脂質等の両親媒性物質を感応物質とする分子膜を有する分子膜センサが提案されている。
【０００３】
図１５は、この種の従来の分子膜センサ１０を示している。この分子膜センサ１０は、プローブ１１、基準電極１６および電圧検出回路１９を有し、プローブ１１には、アクリル等からなる基材１２に分子膜１３が感応素子として取り付けられ、分子膜１３には塩化カリウム等の緩衝材１４を介して電極１５が接続されている。また、基準電極１６の表面は塩化カリウム等の緩衝材１７で覆われている。
【０００４】
プローブ１１の電極１５および基準電極１６は、リード線１８ａ、１８ｂを介して電圧検出回路１９に接続されており、電圧検出回路１９は、基準電極１６の電位を基準とする分子膜１３の膜電位を検出する。
【０００５】
この分子膜センサ１０のプローブ１１と基準電極１６とを、図１５に示しているように容器１内の液体２に漬けると、感応素子である分子膜１３の膜電位が液体２に含まれる物質成分に応じた電位となり、その電位が感応出力として電圧検出回路１９から出力される。
【０００６】
したがって、検出対象の物質に対する分子膜センサ１０の感応出力を把握しておけば、検査対象液内に含まれている物質の濃度測定や特定等の分析を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、脂質等の両親媒性物質を感応物質とする分子膜は、特定物質にだけ選択的に応答するものでなく、複数の物質に応答してしまう。
【０００８】
そして、イオン性の吸着物質に対する感応出力は、他の物質に対する感応出力に比べ非常に小さい。そこで、このような吸着物質を含む液体を分析する場合には、感応物質が異なる多数の分子膜を用い、各分子膜の出力値に対する複雑な演算等によって物質の濃度測定や特定等の分析を行う必要があり、分析に時間がかかり、しかも分析精度が不十分であった。
【０００９】
本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、物質選択性が高い分子膜センサ、この分子膜センサを用いた物質分析方法および分子膜センサの感応物質濃度決定方法を提供することを目的としている。
【００１０】
なお、本発明は、感応物質が同質でその膜内の濃度が異なる２つの分子膜の感応物質濃度を選ぶことにより、特定物質に対する２つの分子膜の感応出力の差が大で、特定物質以外の他の物質に対する２つの分子膜の感応出力の差が小さくなるという知見に基づいてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の分子膜センサは、
両親媒性物質を感応物質とし、該感応物質が所定濃度で膜状に配列された第１の分子膜と、
前記第１の分子膜と同質の感応物質が前記所定濃度と異なる濃度で膜状に配列された第２の分子膜と、
前記第１の分子膜の感応出力と、第２の分子膜の感応出力との差を検出する感応出力差検出手段とを備え、
前記第１の分子膜および第２の分子膜の感応物質濃度は、特定物質に対する前記第１の分子膜の感応出力と前記第２の分子膜の感応出力との差が大となり、他の物質に対する前記第１の分子膜の感応出力と前記第２の分子膜の感応出力との差が小となるように予め設定されている。
【００１２】
また、本発明の請求項２の物質分析方法は、
前記請求項１記載の分子膜センサの第１の分子膜と第２の分子膜を同一の検査対象液に漬けて前記第１の分子膜の感応出力と前記第２の分子膜の感応出力の差を求め、
前記求めた感応出力差に基づいて前記検査対象液内の前記特定物質の濃度測定または前記特定物質の有無の判定を行うことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の請求項３の分子膜の感応物質濃度決定方法は、
前記請求項１記載の分子膜センサの第１の分子膜と第２の分子膜の感応物質濃度を決定する方法であって、
同質の感応物質がそれぞれ異なる濃度で膜状に配列された複数の分子膜を作製する段階と、
前記複数の分子膜を、含有物質の成分が異なる複数のサンプル液に漬けて、各分子膜についてのサンプル液毎の感応出力を求める段階と、
前記求めた感応出力に基づいて、２つの分子膜の同一サンプル液に対する感応出力の差を、分子膜の異なる組合せで各サンプル液について求める段階と、
前記求めた感応出力差のうち、特定物質を含むサンプル液についての感応出力差が大で、他のサンプル液についての感応出力差が小となる分子膜の組合せを選定する段階とを含み、
前記選定された２つの分子膜の感応物質濃度を、前記第１の分子膜と第２の分子膜の感応物質濃度と決定するようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態の分子膜センサ２０の構成を示している。
【００１５】
図１において、分子膜センサ２０は、プローブ２１ａ、２１ｂと感応出力差検出手段３５とによって構成されている。
【００１６】
プローブ２１ａ、２１ｂは、例えば、アクリル製で外形８ｍｍ、長さ５５ｍｍ、肉厚１ｍｍの円筒状に形成されその下端が約６０度の角度で切断された基材２２ａ、２２ｂを有し、各基材２２ａ、２２ｂの下端には、その開口面を塞ぐように、第１の分子膜２５ａと第２の分子膜２５ｂが一面側を表に向けた状態でそれぞれ貼付けられている。この貼付けには、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）にＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）を溶解したものを接着材として用いている。
【００１７】
分子膜２５ａ、２５ｂは、無極性で疎水性を有する部分と有極性で親水性を有する部分とを有する感応物質の分子が、その親水性部分を表面側に向けた状態で膜をなすように一体化されたものである。
【００１８】
その模式的な構造を図２に示す。図２において、各分子３１は、球状の親水基３１ａと、親水基３１ａから原子配列が長く延びる疎水鎖３１ｂとからなり、これらの各分子群が、その親水基３１ａ側が表面側に並ぶように、膜部材３２（後述の高分子と可塑剤からなる）の表面のマトリクス３３（表面構造、平面的な広がりをもつミクロな構造）の中に、一部はマトリクス内部に溶け込んだ形（例えば分子３１′）で収容されている。
【００１９】
各分子膜２５ａ、２５ｂの反対面には、電解液（３．３ｍｏｌ／ｌの濃度の塩化カリウム溶液）からなる緩衝層２６ａ、２６ｂがそれぞれ設けられ、緩衝層２６ａ、２６ｂには電極２７ａ、２７ａの下端側がそれぞれ浸漬されている。電極２７ａ、２７ｂは、直径０．５ｍｍの銀線からなりその下端側は螺旋状に巻かれており、上端にはリード線２８ａ、２８ｂがそれぞれ接続されている。
【００２０】
このリード線２８ａ、２８ｂは感応出力差検出手段３５に接続されている。感応出力差検出手段３５は、２つの分子膜２５ａ、２５ｂの膜電位を感応出力としその差を検出するためのものであり、例えば、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成を用いることができる。
【００２１】
（ａ）リード線２８ａ、２８ｂの電位差をアナログの差動増幅器で直接検出する。
【００２２】
（ｂ）基準電位を設定し、この基準電位に対するリード線２８ａの電圧とリード線２８ｂの電圧をそれぞれアナログの差動増幅器で検出し、検出した２つの電圧の差をアナログの差動増幅器で検出する。
【００２３】
（ｃ）基準電位を設定し、この基準電位に対するリード線２８ａの電圧とリード線２８ｂの電圧をそれぞれアナログの差動増幅器で検出し、検出した２つの電圧をＡ／Ｄ変換器によってディジタル値に変換してその差をコンピュータ等の演算装置によって求める。
【００２４】
なお、図１では、２つの分子膜２５ａ、２５ｂをそれぞれプローブ２１ａ、２１ｂに取り付けているが、図３に示すように、１本のプローブ２１のアクリル製の基材２２に２つの分子膜２５ａ、２５ｂを取り付けたものであってもよい。
【００２５】
また、図４、図５に示すように、プローブとは別に基準電極３７を設け、この基準電極３７の電位を基準とする分子膜２５ａ、２５ｂの膜電位を感応出力として電圧検出回路３９ａ、３９ｂによってそれぞれ検出し、検出した感応出力の差を感応出力差検出手段３５によって検出してもよい。なお、基準電極３７の表面は、飽和塩化カリウム溶液を寒天で固めた緩衝層３８によって覆れ、基準電極３７には、リード線２８ｃが接続されている。
【００２６】
２つの分子膜２５ａ、２５ｂは、脂質等の両親媒性物質からなる感応物質と、ベースとなる高分子および可塑剤とを所定の割合で混合して作製されたものである。
【００２７】
次の表１に、感応物質として使用される脂質の例を示し、表２には、高分子材として使用される物質の例を示す。
【００２８】
【表１】
0004260983.tif 000002
【００２９】
【表２】
0004260983.tif 000003
【００３１】
また、２つの分子膜２５ａ、２５ｂは、次の工程によって製造したものである。即ち、高分子にはＰＶＣを用い、可塑剤としてフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、ジオクチルフェニルフォスフォネート（ＤＯＰＰ）あるいはリン酸トリクレシル（ＴＣＰ）を用いて上記の感応物質（その量については後述する）と混合したもの８００ｍｇを、ＴＨＦ１０ｃｃに溶解し、平底の容器（例えば８５ｍｍφのシャーレ）に移し、それを均一な加熱された板上で約３０度Ｃに２時間保って、ＴＨＦを揮散させることで厚さ約２００μｍの分子膜を得ることができる。
【００３２】
２つの分子膜２５ａ、２５ｂの感応物質は同質であり、それぞれの膜内の濃度は、特定物質に対する分子膜２５ａ、２５ｂの感応出力の差が大となり、他の物質に対する感応出力の差が小となる濃度の組合せとなるように予め設定されている。
【００３３】
以下、２つの分子膜２５ａ、２５ｂの感応物質濃度を決定する方法と実際の実験結果について説明する。
【００３４】
先ず、図６のフローチャートに示しているように、同質の感応物質でその膜内の濃度が異なる複数Ｍの分子膜を作製する（Ｓ１）。
【００３５】
具体的に言えば、感応物質としてＴＯＭＡ、高分子材として８００ｍｇのＰＶＣ、可塑材として１ｍｌのＤＯＰＰを用い、ＴＯＭＡの含有量が、１３８０ｍｇ、６６０ｍｇ、３００ｍｇ、１３８ｍｇ、６６ｍｇ、３０ｍｇ、１３．８ｍｇ、６．６ｍｇ、３ｍｇ、１．３８ｍｇ、０．６６ｍｇ、０．３ｍｇの１２種類の分子膜４０1 〜４０12（Ｍ＝１２）を作製する。
【００３６】
このように作製された複数の分子膜をプローブに取り付けて以後の測定を行う。図７は、その測定システムの全体構成を示している。この測定システムは、プローブ４１、基準電極４５、基準電極４５の電位を基準とする分子膜の膜電位を感応出力として検出する電圧検出回路５０、電圧検出回路５０の出力をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器５１、Ａ／Ｄ変換器５１の出力値を記憶し、所定の演算処理を行う演算装置５２、演算装置５２の処理結果等を表示あるいは印刷出力する出力装置５３によって構成される。
【００３７】
プローブ４１の基材４２に取り付けられた分子膜４０は前記第１、第２の分子膜２５ａ、２５ｂの場合と同様に緩衝材４３を介して電極４４に接続されている。なお、プローブ４１は、各分子膜４０毎に一つずつ用意して交換して用いるか、あるいは一つのプローブ４１に複数の分子膜４０を取り付けて図示しないスイッチ等によって感応出力を選択できるようにしてもよい。
【００３８】
また、基準電極４５は、前記した基準電極３７と同様に、飽和塩化カリウム溶液を寒天で固化した緩衝材４６によって覆われており、プローブ４１の電極４４と基準電極４５は、リード線４７ａ、４７ｂを介して電圧検出回路５０に接続され、電圧検出回路５０によって基準電極４５の電位を基準とする各分子膜４０の膜電位が感応出力として検出される。
【００３９】
次に、図６に示しているように、基準液、洗浄液とともに含有物質の成分が異なる複数Ｎのサンプル液を用意する（Ｓ２）。
【００４０】
具体的に言えば、次の表３に示すように、塩化カリウム（ＫＣｌ）３０ｍＭと酒石酸０．３ｍＭからなる基準液と、エタノールからなる洗浄液の他に、基準液の塩化カリウムの濃度を３００ｍＭにした塩味溶液、基準液の酒石酸の濃度を３ｍＭにした酸味溶液、基準液に旨味物質であるＭＳＧ（グルタミンソーダ）を１０ｍＭ添加した旨味溶液、基準液に苦味物質のキニーネを０．１ｍＭ添加した第１の苦味溶液、基準液に渋味物質のタンニンを０．０５パーセント添加した渋味溶液および基準液に苦味物質のイソα酸を１／１００００添加した第２の苦味物質の６種類のサンプル液Ｌ1 〜Ｌ6 （Ｎ＝６）を用意する。
【００４１】
【表３】
0004260983.tif 000004
【００４２】
そして、上記作製したＭ個の分子膜で、上記Ｎ個のサンプル液の測定をすべて行い、各分子膜についてＮ個ずつの感応出力値、
Ｖ1 （１）〜Ｖ1 （Ｎ）
Ｖ2 （１）〜Ｖ2 （Ｎ）
Ｖ3 （１）〜Ｖ3 （Ｎ）
…………
ＶM （１）〜ＶM （Ｎ）
を得る（Ｓ３）。
【００４３】
この測定は、例えば図８に示す手順で行う。
即ち、分子膜４０m と基準電極４５を基準液に漬けて基準電圧Ｖｒを求めてから、分子膜４０m と基準電極４５をサンプル液Ｌn に漬けて電圧Ｖを求め、その差Ｖm （ｎ）（＝Ｖ−Ｖｒ）を感応出力値として求めてから、分子膜４０m と基準電極４５を洗浄液中で洗浄するという処理を全てのサンプル液について行なう。そして、この一連の処理を全ての分子膜について行うことで、上記感応出力値を得ることができる。
【００４４】
なお、図８の測定で得られる各感応出力値は、基準液を測定したときの基準電圧Ｖｒに対する相対値であり、分子膜４０と基準電極４５をサンプル液に漬けたときの電圧Ｖそのものではないが、後述するように、後の処理において感応出力同士の差を求めており、この差は、分子膜４０と基準電極４５をサンプル液に漬けたときの電圧Ｖを感応出力値としたときの差と同等である。
【００４５】
次の表４は、前記した条件で実際に測定して得られた感応出力値（単位はｍＶ）を示している。
【００４６】
【表４】
0004260983.tif 000005
【００４７】
次に、感応物質濃度が異なる２つの分子膜の同一サンプル液に対する感応出力の差を、分子膜の全ての組合せおよび全てのサンプル液について求める（Ｓ４）。
【００４８】
例えば、分子膜４０1 と分子膜４０2 の組合せの場合、
ΔＶ1,2 （１）＝Ｖ1 （１）−Ｖ2 （１）
ΔＶ1,2 （２）＝Ｖ1 （２）−Ｖ2 （２）
ΔＶ1,2 （３）＝Ｖ1 （３）−Ｖ2 （３）
………………
ΔＶ1,2 （Ｎ）＝Ｖ1 （Ｎ）−Ｖ2 （Ｎ）
を求める。
【００４９】
また、分子膜４０2 と分子膜４０3 の組合せでは、
ΔＶ2,3 （１）＝Ｖ2 （１）−Ｖ3 （１）
ΔＶ2,3 （２）＝Ｖ2 （２）−Ｖ3 （２）
ΔＶ2,3 （３）＝Ｖ2 （３）−Ｖ3 （３）
………………
ΔＶ2,3 （Ｎ）＝Ｖ2 （Ｎ）−Ｖ3 （Ｎ）
を求める。
【００５０】
以下同様に、全て分子膜の組合せについての感応出力の差ΔＶ1,2 （１）〜ΔＶM-1,M （Ｎ）を得る。
【００５１】
次に、Ｎ個のサンプル液の成分のうち、所望の特定物質が含まれるサンプル液についての感応出力差が大で、他のサンプル液についての感応出力差が小となるような分子膜の組合せを選定する（Ｓ５）。
【００５２】
この分子膜の組合せの選定方法としては、以下のいずれかの方法を採用することができる。
【００５３】
（ａ）特定物質を含むサンプル液についての感応出力差と、他のサンプル液の感応出力差の総和との比が最大となる分子膜の組合せを選定する。
【００５４】
（ｂ）特定物質を含むサンプル液についての感応出力差の２乗と、他のサンプル液の感応出力差の２乗の総和との比が最大となる分子膜の組合せを選定する。
【００５５】
（ｃ）特定物質を含むサンプル液についての感応出力差と、全サンプル液についての感応出力差の総和との比が最大となる分子膜の組合せを選定する。
【００５６】
（ｄ）特定物質を含むサンプル液についての感応出力差の２乗と、全サンプル液についての感応出力差の２乗の総和との比が最大となる分子膜の組合せを選定する。
【００５７】
（ｅ）特定物質を含むサンプル液以外のサンプル液についての各感応出力差が所定のしきい値以下で特定物質を含むサンプル液についての感応出力差が最大となる分子膜の組合せを選定する。
【００５８】
（ｆ）特定物質を含むサンプル液以外のサンプル液についての各感応出力差の２乗が所定のしきい値以下で特定物質を含むサンプル液についての感応出力差の２乗が最大となる分子膜の組合せを選定する。
【００５９】
（ｇ）特定物質を含むサンプル液以外のサンプル液についての感応出力差の標準偏差が所定のしきい値以下で特定物質を含むサンプル液についての感応出力差が最大となる分子膜の組合せを選定する。
【００６０】
そして、上記いずれか方法によって選定された分子膜の感応物質の濃度を、特定物質を検出するための専用の感応物質濃度と決定する（Ｓ６）。
【００６１】
実際に前記表４の感応出力値から、上記（ａ）の方法によってイソα酸を含むサンプル液に注目して分子膜の組合せを選定したとき、ＴＯＭＡの含有量が１３．８ｍｇの分子膜４０7 と、ＴＯＭＡの含有量が６．６ｍｇの分子膜４０8 の組合せが得られた。
【００６２】
図９の（ａ）、（ｂ）はこの選定した２つの分子膜４０7 、４０8 の各サンプル液に対する感応出力（絶対値）を示し、図１０はその感応出力の差を示したものである。
【００６３】
図９から明らかなように、２つの分子膜４０7 、４０8 の感応出力は、塩、タンニン、イソα酸については大で、酸、ＭＳＧ、キニーネについては小となっているが、イソα酸の感応出力は塩、タンニンと同等かあるいは塩、タンニンより低いため、各分子膜４０7 、４０8 自体ではイソα酸だけを選択的に検出することはできない。
【００６４】
しかし、２つの分子膜４０7 、４０8 の感応出力の差をとることで、図１０に示しているように、イソα酸に対する感応出力差が、塩やタンニンを含む他の物質に対する感応出力差に比べて格段に大きくなることがわかる。
【００６５】
したがって、感応物質をＴＯＭＡとし、膜内の感応物質の含有量が１３．８ｍｇとなる濃度で作製した分子膜を第１の分子膜２５ａとし、膜内の感応物質の含有量が６．６ｍｇとなる濃度で作製した分子膜を第２の分子膜２５ｂとすることにより、この２つの分子膜２５ａ、２５ｂを有する分子膜センサ２０で、検査対象液中のイソα酸を、他の物質に影響されずに確実に検出することができる。
【００６６】
また、前記表４の感応出力について、タンニンを含むサンプル液に注目して、前記同様に分子膜の組合せを選定したとき、ＴＯＭＡの含有量が６６０ｍｇの分子膜４０2 と、ＴＯＭＡの含有量が６６ｍｇの分子膜４０5 の組合せが得られた。
【００６７】
図１１は、この選定した２つの分子膜４０2 、４０5 の各サンプル液に対する感応出力（絶対値）を示し、図１２はその感応出力の差を示したものである。
【００６８】
図１１から明らかなように、一方の分子膜４０2 の感応出力は、塩について大で他の物質について小となり、他方の分子膜４０2 の感応出力は、塩とタンニンについて大で他の物質については小となっており、いずれの分子膜もタンニンについての感応出力は塩の感応出力より低いため、各分子膜４０2 、４０5 自体ではタンニンだけを選択的に検出することはできない。
【００６９】
しかし、２つの分子膜４０2 、４０5 の感応出力の差をとることで、図１２に示しているように、タンニンに対する感応出力差が、塩を含む他の物質に対する感応出力差に比べて格段に大きくなることがわかる。
【００７０】
したがって、感応物質をＴＯＭＡとし、膜内の感応物質の含有量が６６０ｍｇとなる濃度で作製した分子膜を第１の分子膜２５ａとし、膜内の感応物質の含有量が６６ｍｇとなる濃度で作製した分子膜を第２の分子膜２５ｂとすることにより、この２つの分子膜２５ａ、２５ｂを有する分子膜センサ２０で、検査対象液中のタンニンを、他の物質に影響されずに確実に検出することができる。
【００７１】
次に、感応物質としてジオクチルフォスフェート（２Ｃ８）を用いた分子膜の例について説明する。
【００７２】
この場合、前記同様の高分子と可塑材に、２Ｃ８をそれぞれ、０．０００４ｍｌ、０．０００８８ｍｌ、０．００１８４ｍｌ、０．００４ｍｌ、０．００８８ｍｌ、０．０１８４ｍｌ、０．０４ｍｌ、０．０８８ｍｌ、０．１８４ｍｌ、０．４ｍｌ、０．８８ｍｌ、１．８４ｍｌ混合した１２種類の分子膜４０1 ′〜４０12′を用いて、前記同様に６つのサンプルＬ1 〜Ｌ6 に対する測定を行ない、感応出力を求め、その同一サンプル液に対する２つの分子膜の感応出力の差を全ての組合せについて求める。
【００７３】
詳しい実験結果は省略するが、このようにして得られた各感応出力の差に対して、キニーネを含むサンプル液に注目して、前記同様に分子膜の組合せを選定したとき、２Ｃ８の含有量が０．１８４ｍｌの分子膜４０9 ′と、２Ｃ８の含有量が０．４ｍｌの分子膜４０10′の組合せが得られた。
【００７４】
図１３は、この選定した２つの分子膜４０9 ′、４０10′の各サンプル液に対する感応出力の差分を示したものである。
【００７５】
図１３から明らかなように、選定された２つの分子膜４０9 ′、４０10′を組合せることで、キニーネという特定物質に対する感応出力差が、他の物質に対する感応出力差に比べて格段に大きくなることがわかる。
【００７６】
したがって、感応物質を２Ｃ８とし、膜内の感応物質の含有量が０．１８４ｍｌとなる濃度で作製した分子膜を第１の分子膜２５ａとし、膜内の感応物質の含有量が０．４ｍｌとなる濃度で作製した分子膜を第２の分子膜２５ｂとすることにより、この２つの分子膜２５ａ、２５ｂを有する分子膜センサ２０で、検査対象液中のキニーネを、他の物質に影響されずに確実に検出することができる。
【００７７】
また、上記の各例は、２つの分子膜２５ａ、２５ｂの感応物質が同一の場合であったが、感応物質を形成する脂質等の両親媒性物質は、その分子の親水基によって物質に感応するため、２つの分子膜２５ａ、２５ｂの感応物質が完全に同一でなくても、親水基が同一であれば前記同様の作用を奏する。
【００７８】
例えば、一方の分子膜の感応物質として４級アンモニウム塩の中で疎水鎖の長さが８のＴＯＭＡを用い、他方の感応物質として親水基（リン酸基）がＴＯＭＡと同一で疎水鎖の長さが１２、１４、１６、１８等の他の４級アンモニウム塩を用いることもでき、また、一方の分子膜の感応物質として２Ｃ８を用い、他方の感応物質として親水基が２Ｃ８と同一で疎水鎖が長い２Ｃ１０〜２Ｃ１８等を用いることもできる。
【００７９】
このように分子膜の感応物質濃度を決定することで、所望の特定物質を選択的に検出できる分子膜センサを容易に且つ確実に作製することができる。
【００８０】
また、本発明の分子膜センサでは、特定物質に対して感応出力差が大となり、他の物質に対して感応出力差が小となるような感応物質濃度にそれぞれ設定された２つの分子膜と、この２つの分子膜の感応出力の差を検出する感応出力差検出手段とを備えている。
【００８１】
このため、特定物質を他の物質に影響されずに正確に検出することができ、特に、従来では極めて困難であったイソα酸、タンニン、キニーネ等のイオン性の吸着物質に対する選択性を格段に向上させることができる。
【００８２】
また、図１４のフローチャートに示すように、特定物質の濃度が異なる複数のサンプル液を作製し、これを分子膜センサ２０で測定して、特定物質の濃度と分子膜センサ２０の感応出力差との関係を予め求めておき、この分子膜センサ２０で検査対象液を測定したときの感応出力差ΔＶと、前記予め求めた関係とから検査対象液中の特定物質の濃度を求めることができる。この場合、前記したように、分子膜センサ２０の特定物質に対する選択性が非常に高いので、高い精度で特定物質の濃度を測定することができる。
【００８３】
また、分子膜センサ２０の特定物質に対する選択性の高さを利用して、検査対象液中に特定物質が含まれているか否かを容易に判定することができる。この場合には、検査対象液をこの分子膜センサ２０で測定して２つの分子膜２５ａ、２５ｂの感応出力の差ΔＶを求め、この感応出力差ΔＶを予め設定されたしきい値ΔＶｒと比較すればよい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分子膜センサは、特定物質に対して感応出力差が大となり、他の物質に対して感応出力差が小となるような感応物質濃度にそれぞれ設定された２つの分子膜と、この２つの分子膜の感応出力の差を検出する感応出力差検出手段とを備えているため、特定物質を他の物質に影響されずに正確に検出することができる。
【００８５】
また、この分子膜センサによって検査対象液を測定することで、検査対象液中の特定物質の濃度測定や有無の判定等の分析を正確に行うことができる。
【００８６】
また、本発明の分子膜の感応物質濃度決定方法を用いることで、特定物質に対して選択性をもつ２つの分子膜の感応物質の濃度を確実に求めることができ、本発明の分子膜センサを容易に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施形態の分子膜センサの構成を示す図
【図２】分子膜の模式的な構造を示す図
【図３】分子膜センサの他の構成例を示す図
【図４】分子膜センサの他の構成例を示す図
【図５】分子膜センサの他の構成例を示す図
【図６】分子膜の感応物質濃度を決定するための手順を示すフローチャート
【図７】分子膜の感応物質濃度を決定するための測定システムの構成図
【図８】図６の詳細な手順を示すフローチャート
【図９】イソα酸を対象として選定した分子膜の各サンプル液に対する感応出力を示す図
【図１０】イソα酸を対象として選定した分子膜の各サンプル液に対する感応出力の差を示す図
【図１１】タンニンを対象として選定した分子膜の各サンプル液に対する感応出力の差を示す図
【図１２】タンニンを対象として選定した分子膜の各サンプル液に対する感応出力を示す図
【図１３】キニーネを対象として選定した分子膜の各サンプル液に対する感応出力の差を示す図
【図１４】実施形態の分子膜センサを用いた物質分析の手順を示すフローチャート
【図１５】従来の分子膜センサの構成を示す図
【符号の説明】
２０  分子膜センサ
２１、２１ａ、２１ｂ  プローブ
２２、２２ａ、２２ｂ  基材
２５ａ、２５ｂ  分子膜
２６ａ、２６ｂ  緩衝材
２７ａ、２７ｂ  電極
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ  リード線
３５  感応出力差検出手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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