(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材と、電荷をもたない第１可塑剤と、電荷をもつ第２可塑剤とを所定の割合で混合して形成され、前記第２可塑剤と逆極性の電荷を有する脂質の吸着によって膜電位が変化する分子膜。
【請求項２】
前記高分子材約８００ｍｇに対して、前記第１可塑剤が４００〜３０００μｌ、前記第２可塑剤が１〜２０μｌの割合で含まれていることを特徴とする請求項１記載の分子膜。
【請求項３】
前記請求項１記載の分子膜を用いて、液中の非電解物質を検出する非電解物質検出方法であって、
前記検出対象の非電解物質を含まない第１基準液に前記分子膜を浸けて、膜電位を測定する第１測定段階と、
前記第１基準液と同質の液に前記分子膜と反対の極性の電荷をもつ脂質が添加された第２基準液に前記分子膜を浸ける段階と、
前記第２基準液に浸けた前記分子膜を前記第１基準液に浸けて、膜電位を測定する第２測定段階と、
前記第１測定段階で得られた膜電位と前記第２測定段階で得られた膜電位の差を基準値として求める段階と、
前記分子膜を洗浄する段階と、
前記洗浄した分子膜を前記第１基準液に浸けて、膜電位を測定する第３測定段階と、
前記第２基準液に添加した脂質と同物質が添加された検査対象液に前記分子膜を浸ける段階と、
前記検査対象液に浸けた前記分子膜を前記第１基準液に浸けて、膜電位を測定する第４測定段階と、
前記第３測定段階によって得られた膜電位と前記第４測定段階によって得られた膜電位の差を検査値として求める段階と、
前記基準値と検査値とから、前記検査対象液中の非電解物質を検出する段階とを含むことを特徴とする非電解物質検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、辛味や甘味を呈する非電解物質を高感度に検出するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲食物等の味の評価を行うために、脂質等からなる分子膜をセンサとして用いる方法が従来から提案されている。
【０００３】
このような目的で使用されている従来の分子膜は、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の高分子材と、脂質(例えば第四級アンモニウム塩)等の両親媒性物質または苦味物質と、可塑材とを所定の割合で混合して膜状に形成したものであり、液に浸けたときにその液内の物質成分に応じて膜電位が変化する。
【０００４】
このような分子膜の応答特性は、一般的に各味物質に対して顕著な選択性を有していないため、検査対象に含まれる味物質を分析するような場合には、分子膜の成分の混合比や物質が異なる複数の分子膜を用いて同一の検査対象を測定し、得られた測定結果から検査対象に含まれる各味物質の量等を解析していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の分子膜を用いた検査では、非電離質の辛味物質や甘味物質の検出感度が低く、特に、辛味物質については全く検出することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、この問題を解決して、非電解物質の検出を高感度に行える分子膜および非電解質検出方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【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の分子膜は、高分子材と、電荷をもたない第１可塑剤と、電荷をもつ第２可塑剤とを所定の割合で混合して形成され、前記第２可塑剤と逆極性の電荷を有する脂質の吸着によって膜電位が変化する。
【０００８】
また、本発明の請求項２の分子膜は、請求項１の分子膜において、
前記高分子材約８００ｍｇに対して、前記第１可塑剤が４００〜３０００μｌ、前記第２可塑剤が１〜２０μｌの割合で含まれていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の非電解物質検出方法は、
前記請求項１記載の分子膜を用いて、液中の非電解物質を検出する非電解物質検出方法であって、
前記検出対象の非電解物質を含まない第１基準液に前記分子膜を浸けて、膜電位を測定する第１測定段階と、
前記第１基準液と同質の液に前記分子膜と反対の極性の電荷をもつ脂質が添加された第２基準液に前記分子膜を浸ける段階と、
前記第２基準液に浸けた前記分子膜を前記第１基準液に浸けて、膜電位を測定する第２測定段階と、
前記第１測定段階で得られた膜電位と前記第２測定段階で得られた膜電位の差を基準値として求める段階と、
前記分子膜を洗浄する段階と、
前記洗浄した分子膜を前記第１基準液に浸けて、膜電位を測定する第３測定段階と、
前記第２基準液に添加した脂質と同物質が添加された検査対象液に前記分子膜を浸ける段階と、
前記検査対象液に浸けた前記分子膜を前記第１基準液に浸けて、膜電位を測定する第４測定段階と、
前記第３測定段階によって得られた膜電位と前記第４測定段階によって得られた膜電位の差を検査値として求める段階と、
前記基準値と検査値とから、前記検査対象液中の非電解物質を検出する段階とを含むことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施の形態の非電解物質検出方法を行うためのシステムを示している。
【００１１】
このシステムは、基準液や検査対象液等を入れるための容器１１と、参照電極１２と、分子膜センサ１５と、参照電極１２の電位を基準として分子膜センサ１５の電位を検出する電圧検出器２０と、電圧検出器２０の出力をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２１と、Ａ／Ｄ変換器２１の出力に対する記憶、演算等の処理を行うための演算装置２２と、演算装置２２の処理結果を出力する出力装置２２とによって構成されている。
【００１２】
参照電極１２および分子膜センサ１５は、容器１１に入れた液体に浸けて使用するものであり、参照電極１２の表面は、液体内の脂質等に反応しないように、ＫＣｌ（塩化カリウム）１００ｍｍｏｌを寒天で固定した緩衝層１３で覆われており、上端にリード線１２ａが接続されている。
【００１３】
また、分子膜センサ１５は、アクリル等の基材１６の表面に分子膜１７がその一面側を露呈させた状態で固定されており、その反対面には、参照電極１２の緩衝層１３と同等の緩衝層１８を介して電極１９が設けられており、この電極１９にリード線１５ｂが接続されている。
【００１４】
この分子膜１７は、従来の分子膜のように種々の味物質に応答することがないように脂質や苦味物質を含まず、電荷を持たない第１可塑材と、電荷をもつ第２可塑剤と、膜のベースとなる高分子材とを所定の割合で混合して作製したものである。
【００１５】
例えば、高分子材ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）と、第１可塑剤として電荷をもたないＤＯＰＰ（ジオクチルフェニルフォスフォネート）と、第２可塑剤としてマイナスの電荷をもつＤＯＰＰモノエステル体とを混合したもの約８００ｍｇを、ＴＨＦ１０ｃｃに溶解し、平底の容器（例えば直径８５ｍｍのシャーレ）に移し、これを均一な加熱されたプレート上で約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１７を得ている。
【００１６】
また、高分子材、第１可塑剤、第２可塑剤の混合割合いは、高分子材約８００ｍｇに対して、第１可塑材が４００〜３０００μｌ、第２可塑材が１〜２０μｌにしており、このように作製した分子膜１７に対しては、塩味物質、酸味物質、旨味物質、甘味物質、苦味物質、渋味物質および辛味物質の基本味物質は吸着せず、脂質分子のみが吸着性を示すことが確認されている。
【００１７】
即ち、この分子膜１７は、従来の分子膜とは全く異なり、基本の味物質に対して応答性が無く、液中の脂質に対してのみ応答性を有している。
【００１８】
なお、実際の測定の際には、測定条件等が変わらないように、支持材（図示せず）によって基準電極１２と分子膜センサ１５の間隔を一定にしている。
【００１９】
参照電極１２の電位を基準とする分子膜１７の膜電位は、電圧検出器２０によって検出され、その膜電位がＡ／Ｄ変換器２１によってディジタル値に変換されて演算装置２２へ出力され、記憶、演算処理がなされ、その処理結果が出力装置２３から出力される。
【００２０】
次に、この分子膜１７と前記システムを用いて検査対象液内の辛味物質や甘味物質等の非電解物質を検出するための非電解物質検出方法の手順を、図２のフローチャートにしたがって説明する。
【００２１】
なお、この検出方法では、検出対象の非電解物質を含まず、人の唾液に相当する無味の第１基準液と、この第１基準液と同質の液体に、分子膜１７と反対の極性（前記したように第２可塑剤がマイナス）の電荷をもつ脂質、例えばプラス電荷のＴＯＭＡ（トリオクチルメチルアンモニウムクロリド）を所定濃度（１ｐｐｍ）で添加した第２基準液とを用いている。第１基準液としては、例えばＫＣｌ（塩化カリウム）３０ｍＭ＋酒石酸０．３ｍＭ溶液を用いている。
【００２２】
また、検査対象液にも、第２基準液と同様に、分子膜１７と反対の極性の電荷をもつ脂質ＴＯＭＡを同一濃度で添加している。
【００２３】
始めに、参照電極１２および分子膜センサ１５を第１基準液に浸けて、膜電位Ｖａを測定して記憶する（Ｓ１：第１測定段階）。
【００２４】
次に、参照電極１２および分子膜センサ１５を第２基準液に所定時間浸けてから（Ｓ２）、第１基準液に戻して、膜電位Ｖｂを測定して記憶する（Ｓ３：第２測定段階）。
【００２５】
そして、第１測定段階で得られた膜電位Ｖａと第２測定段階で得られた膜電位Ｖｂの差ΔＶ＝Ｖｂ−Ｖａを基準値として算出して記憶してから（Ｓ４）、参照電極１２および分子膜センサ１５を洗浄する（Ｓ５）。
【００２６】
この洗浄には、例えば３０パーセントエタノール＋１００ｍＭＨＣｌの洗浄液を用いている。
【００２７】
次に、洗浄した参照電極１２および分子膜センサ１５を再び第１基準液に浸けて、膜電位Ｖｃを測定して記憶してから（Ｓ６：第３測定段階）、脂質が添加されている検査対象液に所定時間浸ける（Ｓ７）。
【００２８】
そして、この検査対象液に浸けた参照電極１２および分子膜センサ１５を第１基準液に戻して、膜電位Ｖｄを測定して記憶する（Ｓ８：第４測定段階）。
【００２９】
続いて、第３測定段階によって得られた膜電位Ｖｃと第４測定段階によって得られた膜電位Ｖｄの差ΔＶ′を検査値として算出して記憶する（Ｓ９）。
【００３０】
最後に、基準値ΔＶと検査値ΔＶ′とから、脂質の吸着に対する検査対象液中の物質の影響度Ｐを求める（Ｓ１０）。
【００３１】
なお、この影響度Ｐは、例えば次の演算によって求める。
Ｐ＝（ΔＶ′／ΔＶ）−１
【００３２】
図３は、高分子材ＰＶＣ約８００ｍｇに対して、第１可塑材（ＤＯＰＰ）が１０００μｌ、第２可塑材（ＤＯＰＰのモノエステル体）が１０μｌの割合で混合して形成した分子膜１７を用いて、以下の６種類のサンプル液Ａ〜Ｆについて、上記処理を１サンプル当たり５回ずつ行って平均を求めた結果を示している。
【００３３】
サンプル液Ａ（辛味）：ＫＣｌ（３０ｍＭ）＋酒石酸（０．３ｍＭ）＋カプサイシン（１０μＭ）
サンプル液Ｂ（塩味）：ＫＣｌ（３００ｍＭ）＋酒石酸（０．３ｍＭ）
サンプル液Ｃ（酸味）：ＫＣｌ（３０ｍＭ）＋酒石酸（３．０ｍＭ）
サンプル液Ｄ（甘味）：ＫＣｌ（３０ｍＭ）＋酒石酸（０．３ｍＭ）＋蔗糖（１Ｍ）
サンプル液Ｅ（旨味）：ＫＣｌ（３０ｍＭ）＋酒石酸（０．３ｍＭ）＋ＭＳＧ（１０ｍＭ）
サンプル液Ｆ（苦味）：ＫＣｌ（３０ｍＭ）＋酒石酸（０．３ｍＭ）＋塩酸キニーネ（０．１ｍＭ）
なお、これらのサンプル液は人の感じる領域の中間の濃度に設定している。
【００３４】
図３から明らかなように、非電解物質を含むサンプル液Ａ、Ｄについての影響度Ｐは負の値で、しかもその絶対値は他のサンプル液の影響度の絶対値より格段に大きい。
【００３５】
したがって、上記検出方法を用いることで、非電解物質を高感度に検出することができる。
【００３６】
ここで、辛味や甘味の非電解物質を含むサンプル液Ａ、Ｄのように、影響度Ｐが負になるということは、基準値ΔＶより検査値ΔＶ′の方が小さいということであり、これは、第２基準液に分子膜１７を浸けたときの液中物質の吸着度合いより、検査対象液に分子膜１７を浸けたときの液中物質の吸着度合いの方が少ないということを示している。
【００３７】
前記したように、分子膜１７は基本的な味物質自体に感応せず、脂質（ＴＯＭＡ）にのみ感応するから、上記の吸着度合いの減少は、添加したＴＯＭＡの分子膜１７への吸着を、辛味物質や甘味物質が抑制していることを示している。
【００３８】
なお、辛味物質による脂質（ＴＯＭＡ）の吸着抑制作用は、液中で辛味物質自体が脂質（ＴＯＭＡ）に結合することによって生じ、甘味物質による脂質（ＴＯＭＡ）の吸着抑制作用は、甘味物質が分子膜１７の表面を覆って辛味物質の分子膜への吸着を妨害していることによって生じるものと推測される。
【００３９】
この分子膜１７に対する脂質（ＴＯＭＡ）の吸着抑制作用は、塩味物質を含むサンプル液Ｂ、旨味物質を含むサンプル液Ｅ、苦味物質を含むサンプル液Ｆでも現れているが、その程度は非電解物質を含むサンプル液Ａ、Ｄに比べて格段に低い。
【００４０】
また、塩味物質を含むサンプル液Ｃのように、影響度Ｐが正になるということは、基準値ΔＶより検査値ΔＶ′の方が大きいということであり、これは第２基準液に分子膜１７を浸けたときの液中物質の吸着度合いより、検査対象液に分子膜１７を浸けたときの液中物質の吸着度合いの方が大きいということを示している。つまり、塩味物質には、分子膜１７に対する脂質の吸着を増長させる作用があることになる。
【００４１】
このように、基本の味物質に対する応答性をもたない分子膜１７を用いることで、検査対象液に添加された脂質の分子膜への吸着に対する味物質の影響度を把握することができる。
【００４２】
また、成分が未知の検査対象液に対して上記測定を行ったときに、大きなマイナスの影響度Ｐが得られた場合、その検査対象液に大きな分子の非電解物質が含まれている可能性が高いと予想でき、逆にプラスの影響度Ｐが得られた場合には、その検査対象液に大きな分子の非電解物質が含まれている可能性が低いと予想できる。また、小さな分子の非電解質が含まれているとも予想される。それは、小さな分子の非電解質は、添加される脂質と疎水結合し、添加された脂質の疎水性がほどよく強くなり、分子膜への吸着が強くなると考えられるからである。
【００４３】
また、予め非電解物質の濃度が異なる複数のサンプル液について前記測定を行って非電解物質の濃度と影響度との関係を求めておけば、非電解物質の濃度が未知の検査対象液に対して得られた影響度から、その検査対象液に含まれる非電解物質の濃度を求めることができる。
【００４４】
このように、上記方法によれば、従来では全く検出することができなかった辛味物質や感度が不足していた甘味物質のような非電解物質を、他の味物質よりも高感度に検出することができる。
【００４５】
なお、分子膜１７の第１可塑剤（ＤＯＰＰ）を４００μｌより少なくすると、添加した脂質に対する感度が著しく低下してしまい、３０００μｌ以上では膜化できなくなる。また、第２可塑剤（ＤＯＰＰのモノエステル体）が１μｌより少ない場合や、２０μｌより多い場合でも、添加した脂質に対する感度が著しく低下することが確認されており、前記したように、高分子材約８００ｍｇに対して、第１可塑材が４００〜３０００μｌ、第２可塑材が１〜２０μｌの割合で混合形成した分子膜が、辛味や甘味を呈する非電解物質の検査に最適なものとなる。
【００４６】
なお、前記説明では、分子膜１７の第２可塑剤がマイナスの電荷をもち、その反対のプラスの極性の電荷をもつ脂質を基準液および検査対象液に添加していたが、逆に第２可塑剤としてプラスの電荷をもつ分子膜を用い、マイナスの電荷をもつ脂質を基準液および検査対象液に添加してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分子膜は、高分子材と、電荷をもたない第１可塑剤と、電荷をもつ第２可塑剤とを所定の割合、即ち、高分子材約８００ｍｇに対して、第１可塑剤が４００〜３０００μｌ、第２可塑剤が１〜２０μｌの割合で混合して形成され、前記第２可塑剤と逆極性の脂質の吸着によって膜電位が変化するように構成されているので、従来の分子膜に比べて基本味物質に対する応答性が極めて低い代わりに、第２可塑剤と逆極性の電荷をもつ脂質の吸着の程度だけを選択的に検出することができ、この脂質の吸着に対する味物質の影響度を検出することができる。
【００４８】
また、本発明の非電解物質検出方法は、前記分子膜を検出対象の非電解物質を含まない第１基準液に浸けたときの膜電位と、この第１基準液と同質の液に分子膜と反対の極性の電荷をもつ脂質を添加した第２基準液に浸けてから第１基準液に浸けたときの膜電位との差を基準値として求め、さらに分子膜を第１基準液に浸けたときの膜電位と、前記脂質が添加された検査対象液に分子膜を浸けてから第１基準液に浸けたときの膜電位との差を検査値として求め、基準値と検査値とから検査対象液中の非電解物質を検出している。
【００４９】
このため、従来では全く検出できなかった辛味物質や感度が不足していた甘味物質を含む非電解物質を高感度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の検出方法を実施するための検査システムの構成を示す図
【図２】実施形態の検出方法の手順を示すフローチャート
【図３】実際のサンプル液に対する検出結果を示す図
【符号の説明】
１１  容器
１２  参照電極
１３  緩衝層
１５  分子膜センサ
１６  基材
１７  分子膜
１８  緩衝層
１９  電極
２０  電圧検出器
２１  Ａ／Ｄ変換器
２２  演算装置
２３  出力装置
【図１】
0004340376.tif 000002
【図２】
0004340376.tif 000003
【図３】
0004340376.tif 000004