CN102224404A - 化学物质检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种简便且有效地检测出气体试样中含有的极微量的化学物质的方法。本发明是一种利用了应用静电喷雾的分析装置进行气体试样中所含有的化学物质的检测方法。分析装置具备容器、注入口、冷却部、雾化电极、对置电极部、中间电极、液体检测部和检测电极。在本发明的检测方法中，将气体试样在雾化电极的表面上作为第1冷凝液冷凝。第1冷凝液被带电微粒化，并在对置电极的表面上得到第2冷凝液。使所得到的第2冷凝液与检测电极接触，在对置电极和检测电极之间施加直流电压。基于产生的电流值能够检测出化学物质。

Description

化学物质检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测气体试样中含有的化学物质的方法。
背景技术
近年来，不断建立通过非侵入性地从生物体中采取试样并分析试样中含有的极微量的化学物质来早期诊断疾病的方法。从生物体中采取的试样为尿、呼出的气体、从皮肤表面散发的气体、汗或唾液。
例如，专利文献1公开了根据尿中含有的透明质酸和透明质酸酶的量筛选膀胱癌的方法。根据专利文献1，膀胱癌患者的尿中透明质酸的量比正常人高。专利文献1中公开的方法可以非侵入性且简便地检查膀胱癌。
呼出的气体也是诊断疾病上重要的试样之一。呼出的气体中除了水、氮气、氧气和二氧化碳之外，还微量的含有在肺泡中通过与毛细血管进行气体交换排出的挥发性有机化合物或挥发性硫化合物这样的代谢成分。代谢成分为例如醇、酮、醛、胺、芳香烃、脂肪酸、异戊二烯或硫醇以及这些代谢成分的衍生物。
据认为呼出的气体中含有的微量的代谢成分和疾病之间有某种关联性，而且还发表了疾病和呼出的气体的代谢成分之间显示出相关关系的研究成果(非专利文献1、非专利文献2、非专利文献3和非专利文献4)。
尿或呼出的气体与血液不同，能够不给受检者施加身体上的或精神上的痛苦来采取试样。因此，将尿或呼出的气体作为试样的诊断方法，可以期待应用于在家诊断、术后康复过程的观察或疾病预防上。
但是，由于非侵入性地采取，所以在尿或呼出的气体中含有的与疾病显示出关联性的化学物质，即诊断标记物的浓度，已知与血液中的诊断标记物的浓度相比更低。在专利文献1和非专利文献4中公开了在尿中存在ng/mL数量级的诊断标记物，而呼出的气体中仅存在从ppm到ppt的数量级的诊断标记物。
因此，现有的分析装置具备浓缩非侵入性采取的试样中含有的化学物质的结构。
例如，专利文献2中公开的呼气分析装置，在分析装置内将呼出的气体冷却和冷凝后，分析所得到的冷凝液(专利文献2)。图25表示专利文献1中记载的呼气分析装置。
图25所表示的呼气分析装置901将受检者吹入的气体冷却，采取其冷凝液。该呼气分析装置901具备浓缩部件902、回收槽903、注入口、排出口、弯曲904和流路结构体905。呼出的气体从注入口被注入到呼气分析装置901，从排出口排出。呼气的冷凝液在具有弯曲904的浓缩部件902的外周面上生成。由于浓缩部件902的表面大部分为疏水的，所以生成的冷凝液的液滴移动到浓度部件902的下端。当蓄积了一定量以上的液滴时，液滴就落下到回收槽903中。
如果是图25所示的结构，虽然得到分析所需要的量的冷凝液比较耗时，但装置的操作比较简便。因此，使用图25所示这样的呼气分析装置进行的呼出气体的成分分析是一般所使用的方法之一。
另外作为别的方法，专利文献3公开了使用静电喷雾的浓缩方法的例子。该方法通过将不挥发性的稀薄生物体分子溶液进行静电喷雾，使雾气中的溶剂气化，从而将溶液中含有的生物体分子浓缩。该方法也可以用于尿中含有的不挥发性成分的浓缩和分析。图26表示专利文献3中记载的生物体分子溶液的浓缩方式。
图26所示的静电喷雾装置906，通过静电喷雾形成巨大的含有生物体分子的不挥发性物质的堆积物。该堆积物用于测定不挥发性物质的堆积物与其他物质的相互作用。专利文献3公开了生物体分子利用静电喷雾法的堆积可以作为稀薄生物体分子溶液的微量浓缩的方法使用。
专利文献4公开了利用静电喷雾更加简便地分析呼出的气体或尿中的挥发性成分的装置。在该分析装置中，将呼出的气体中的水蒸气和化学物质浓缩到雾化电极部后，通过静电喷雾使其带电微粒化。在带电微粒从雾化电极部移动到化学物质检测部的过程中，化学物质被浓缩。其结果，能够有效地分析呼出的气体或尿中的挥发性成分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2000-504114号公报(第11页～第12页)
专利文献2：国际公开第2007/173731号公报(第13页，Fig.20)
专利文献3：日本特表2002-511792号公报(第78页，图9)
专利文献4：国际公开第2009/057256号公报(第1/12页，图1)
专利文献5：日本特开2008-128955号公报(特别在封面页，图6(d)，段落号0055)
非专利文献
非专利文献1：THE LANCET 353卷pp.1930-1933(1999)
非专利文献2：ANALYTICAL BIOCHEMISTRY 247卷pp.272-278(1997)
非专利文献3：The American Journal of Cardiology pp.1593-1594(2004)
非专利文献4：Respiratory Physiology & Neurobiology 145卷pp.295-300(2005)
发明内容
发明要解决的问题
现有的使用静电喷雾法的分析装置，通过静电力将带电微粒回收到化学物质检测部。为了防止(1)带电微粒的冲撞对于化学位置检测部造成的破坏和(2)由于施加高电压对于化学位置检测部造成的电损伤，使用静电喷雾法的分析装置具有化学物质回收部和化学物质检测部分开的结构。因此，由回收的带电微粒构成的冷凝液(专利文献4[0130]～[0134])通过注射器或毛细管这样的运送方式被运送。
然而，使用注射器或毛细管这样的运送方式，在从化学物质回收部向化学物质检测部运送冷凝液时，一部分冷凝液残留在注射器内部。因此，仅含有1μL左右的冷凝液的极微量的化学物质在运送中存在损失的问题。
本发明就是一种解决上述现有的问题，简便且有效地检测气体试样中含有的极微量的化学物质的方法，并以降低在带电微粒回收时发生的对化学物质检测用电极的损伤，且抑制在检测时发生的化学物质的损失为目的。
解决问题的方法
解决上述现有问题的本发明，
是一种使用分析装置检测气体试样中含有的化学物质的方法，具备以下的工序(a)～(h)：
准备上述分析装置的工序(a)，
这里，上述分析装置(101)具备：
容器(100)、
设置在上述容器(101)中的注入气体试样的注入口(102)、
设置在上述容器内部的雾化电极(105)、
冷却上述雾化电极(105)的冷却部(104)、
设置在上述容器(100)的内部的对置电极(107)、
配置在上述雾化电极(105)和上述对置电极(107)之间的中间电极(106)、和
液体检测部(111)，
上述气体试样还含有水蒸气；
从上述注入口(102)向上述容器(100)注入上述气体试样的工序(b)；
通过上述冷却部(104)冷却上述雾化电极(105)，在上述雾化电极(105)的表面使上述气体试样冷凝成第1冷凝液(204)的工序(c)；
使上述雾化电极(105)和上述中间电极(106)之间产生电位差，使上述第1冷凝液(204)成为带电微粒(205)的工序(d)；
使上述中间电极(106)和上述对置电极(107)之间产生电位差，在上述对置电极(107)的表面回收上述带电微粒(205)，成为第2冷凝液(206)的工序(e)；
通过上述液体检测部(111)检测出上述第2冷凝液(206)具有预先规定的量以上的量的工序(f)；
将具备检测电极(109)的支撑体(110)插入上述容器内，使上述检测电极(109)与上述第2冷凝液(206)接触的工序(g)；以及
在上述对置电极(107)和上述检测电极(109)之间施加直流电压，根据产生的电流值检测上述化学物质的工序(h)。
优选上述分析装置具备冷却上述对置电极的第2冷却部，在上述工序(e)中，上述对置电极通过上述第2冷却部冷却到水蒸气的露点温度以下。
优选在上述工序(f)中，若检测到上述第2冷凝液具有预先规定的量以上的量，就停止上述工序(e)。
优选在停止上述工序(e)之后，进行上述工序(g)和(h)。
优选在上述工序(h)中，上述对置电极的电位与上述检测电极的电位相等。
本发明的上述目的、其他的目的、特征和优点可以参考附图，从下面优选的实施方式的详细说明中明确。
发明的效果
根据本发明的化学物质分析方法，由于通过液体检测部检测冷凝液的液体量，所以可以有效地得到必要且充分的冷凝液。另外，在检测出得到了冷凝液之后，将检测电极移动至达到必要量的冷凝液的位置，因此，可以降低由带电微粒的冲撞造成的检测电极的破坏，且可以抑制在运送时产生的冷凝液的损失。
附图说明
图1表示实施方式1中的分析装置的结构图。
图2表示图1的分析装置的立体图。
图3表示实施方式1中的检测电极的立体图。
图4(A)表示实施方式1中在安装结构150上安装设置有检测电极109的支撑体110的状态。图4(B)表示实施方式1中的工序(b)的说明图。
[图5]图5(A)表示实施方式1中的工序(c)的说明图。图5(B)表示实施方式1中的工序(d)的说明图。
图6(A)表示实施方式1中的工序(e)的说明图。图6(B)表示实施方式1中的工序(f)的说明图。
图7(A)表示实施方式1中的工序(g)的说明图。图7(B)表示实施方式1中的工序(h)的说明图。
图8(A)～(C)表示工序(h)中的对置电极107和检测电极109附近的模式图。
图9表示通过施加直流电压，对置电极107、第2冷凝液206和检测电极109之间形成闭合回路的概念图。
图10表示实施方式2中的分析装置的结构图(工序(g))。
图11表示实施方式2中的分析装置的结构图(工序(a)～(f))。
图12表示实施方式2中的工序(b)的说明图。
图13(A)表示实施方式2中的工序(c)的说明图。
图13(B)表示实施方式2中的工序(d)的说明图。
图14(A)表示实施方式2中的工序(e)的说明图。
图14(B)表示实施方式2中的工序(f)的说明图。
图15(A)表示实施方式2中的工序(g)的说明图。
图15(B)表示实施方式2中的工序(h)的说明图。
图16表示实施方式3中的检测电极的立体图。
图17表示图16的检测电极的顶视图。
图18表示实施方式3中的分析装置的结构图。
图19表示实施方式4中的设置有多个检测电极的支撑体的顶视图。
图20表示实施方式4中的分析装置的包含图17的支撑体的面的水平方向的剖面图。
图21表示实施方式5中的分析装置的结构图。
图22表示图18的对置电极107附近的放大图。
图23表示说明实施例中的第2冷凝液的检测结果的图表。
图24表示在实施例的工序(g)中，将检测电极109移动到与第2冷凝液206的接触位置时的显微镜照片。
图25表示现有的分析装置的说明图。
图26表示现有的静电喷雾装置的说明图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式参考附图进行说明。
(实施方式1)
图1表示在本发明的实施方式1中的分析装置的结构图。图2表示图1所示的分析装置100的立体图。
在本实施方式中，气体试样的静电喷雾方法，可以与由与本申请相同的发明者提出申请的日本特愿2008-556597、日本特愿2008-225521和日本特愿2009-036167中记载的分析方法几乎同样地进行。
本发明的化学物质分析方法与日本特愿2008-556597、日本特愿2008-225521和日本特愿2009-036167中所记载的分析方法最不同的点在于，通过设置液体检测部来检测冷凝液的液量。另外，本发明的化学物质分析方法与日本特愿2008-556597、日本特愿2008-225521和日本特愿2009-036167中所记载的分析方法的另一不同点在于，使检测电极移动至冷凝液的位置，通过在对置电极、冷凝液和检测电极接触的状态下施加直流电压来检测冷凝液中含有的化学物质。
<工程(a)>
下面，对分析装置100进行说明。
容器101发挥着作为隔板的作用，使得物质不能通过容器101进行出入。容器101的形状优选长方体、多面体、纺锤形、球形或流路状。优选气体试样不滞留在容器101的一部分。容器101的容积优选为10pl以上100ml以下。容器101的容积更优选在1ml以上30ml以下。
容器101的材料希望是吸附气体或内藏气体少的材料。容器101的材料最优选为金属。金属优选为不锈钢，但也可以是铝、黄铜或黄铜。容器101的材料也可以是金属以外的无机材料。容器101的材料可以是玻璃、硅、铝、蓝宝石、石英玻璃、硼硅酸玻璃、氮化硅、氧化铝或碳化硅。容器101也可以由在硅基板上包被二氧化硅、氮化硅或氧化钽等的材料构成。
容器101的材料可以为有机材料。有机材料优选丙烯酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氟树脂、聚二甲基硅氧烷、PEEK或特氟隆(注册商标)。当将有机材料用作容器101的材料时，容器101的外周面上更优选包被金属薄膜。金属薄膜优选阻气性优异的材料。容器101的材料可以是1种材料，也可以是组合了多种的材料。
容器101优选为坚固的。容器101也可以如同气袋、气球、软管或注射器那样的柔软。
注入口102以与容器101连通的方式设置。注入口102用于向容器101内注入气体试样。注入口102优选设置在能够向容器101内快速注入气体试样的位置。注入口102优选设置在能够向容器101内均匀注入气体试样的位置。即，注入口102优选设置在容器101的侧面。
注入口102优选为可以向容器101内均匀注入气体试样的形状。注入口102也可以具备风淋室那样的多个孔。在本发明中，注入口102的尺寸和材料没有限定。注入口102的形状可以是如图1所示那样的直管状，也可以在中途设置分支。注入口102可以是1个也可以是多个。
排出口103用于排出在被注入到容器101中的气体试样中剩余的气体试样。排出口103优选设置在可以迅速排出被注入到容器101中的气体试样的位置。排出口103优选设置在与注入口102的相反侧的侧面上。在本发明中，排出口103的形状、尺寸或材料没有限定。排出口103的形状，可以是如图1所示那样的直管状，也可以在中途设置分支。排出口103可以是1个也可以是多个。
冷却部104具有冷却后述的雾化电极105的功能(图1中，冷却部104与雾化电极105相邻，设置在容器101的外周面的一部分上)。通过冷却部104，可以将雾化电极105冷却到水蒸气的露点温度以下。冷却部104最优选为热电元件。冷却部104可以是使用制冷剂的热管、空气热交换元件或冷却风扇。由于只要能够将雾化电极105冷却就足够，所以冷却部104的面积优选为较小。从削减消耗电力的观点出发，冷却部104的面积也优选为较小。为了有效地冷却雾化电极105，优选在冷却部104的表面上设置凹凸结构或多孔体。冷却部104的位置最优选在容器101的底部，但也可以是侧部或顶部，也可以组合这些设置多个冷却部104。
为了抑制热传导，优选冷却部104和容器101的接触面积小，冷却部104和容器101的接触面积优选在100μm2以上5mm2以下。
图1中，雾化电极105设置在与冷却部104接触的位置，但也可以设置在离开冷却部104的位置。雾化电极105通过冷却部104被冷却到水蒸气的露点温度以下。雾化电极105优选与冷却部104直接接触。雾化电极105也可以隔着热传导率高的材料与冷却部104接触。作为热传导率高的材料，优选热传导性片、热传导性树脂、金属板、润滑脂或金属焊膏。
雾化电极105优选设置在容器101的底面上，最优选设置在底面的中央部上。雾化电极105也可以设置在容器101的侧面或顶面上。当设置在容器101的底面时，雾化电极105优选距离容器101的侧面10mm以上。当设置在容器101的底面时，雾化电极105的前端优选朝向上方。
雾化电极105的形状优选为针状。针的长度优选3mm以上10mm以下。雾化电极105的形状可以是实心的也可以是空心的。雾化电极105也可以是多孔质。雾化电极105的表面上也可以设置凹凸结构或槽结构。雾化电极105的前端也可以设置球状的突起物。优选雾化电极105整体被冷却到水蒸气的露点温度以下。
雾化电极105的材料优选为热传导率高的材料。雾化电极105的材料最优选为金属。雾化电极105的材料优选为铜、铝、镍、钨、钼、钛或钽这样的单质金属。雾化电极105的材料也可以是组合了2种以上的单质金属的合金或金属间化合物。雾化电极105可以是不锈钢、铜钨、黄铜、黄铜、高速钢或硬质合金。
雾化电极105的材料也可以是金属之外的无机材料。雾化电极105的材料优选为半导体或碳材料。雾化电极105的材料可以是LaB6、SiC、WC、硅、砷化镓、氮化镓、SiC、碳纳米管、石墨烯或石墨。雾化电极105的材料可以是一种材料，也可以是组合了多种的材料。
为了抑制雾化电极105的磨耗，并使雾化电极105的表面与冷凝液之间的电子转移变得容易，优选包被雾化电极105的表面。包被雾化电极105的材料优选为金属、半导体或碳材料这样的无机材料。作为金属，优选金、铂、铝、镍或铬。作为金属以外的无机材料，优选LaB6、SiC、WC、硅、砷化镓、氮化镓、SiC、碳纳米管、石墨烯或石墨。雾化电极105可以被上述无机材料的单层所包被，也可以叠层多种无机材料将其包被。
雾化电极105可以设置1个，也可以设置多个。在设置多个雾化电极105时，雾化电极105可以一维地排列成直线状，也可以二维地排列成圆周状、抛物线状、椭圆周状、正方格子状、斜方格子状、最紧密堆积格子状、放射状或随机状，也可以三维地排列成球面状、抛物线曲面或椭圆曲面状。
雾化电极105的表面优选为亲水性的，但也可以是疏水性的。
中间电极106设置在容器101的内部。通过在中间电极106和雾化电极105之间施加电压，在中间电极106和雾化电极105之间产生电位差。其结果，冷凝液成为了带电微粒。中间电极106的形状优选为圆环状，但也可以是长方形或梯形这样的多角形。中间电极106的形状优选为平面，但也可以是半球面或圆拱顶状。当中间电极106为圆环状时，中间电极106的外径优选在10mm以上30mm以下。当中间电极106为圆环状时，中间电极106的内径优选在1mm以上9.8mm以下。
中间电极106的厚度优选为0.1mm以上5mm以下。优选在中间电极106中形成化学物质通过的狭缝或贯通孔。在本发明中，中间电极106的形状没有限定，但是中间电极106和容器101之间优选为电绝缘的。
中间电极106和雾化电极105的距离优选在3mm以上10mm以下。中间电极106可以相对于容器101为可移动的。当中间电极106为圆环状时，优选在通过中间电极106的中心且与中间电极106的平面垂直相交的直线上设置雾化电极105。
中间电极106优选与容器101是电绝缘的。
中间对置电极106的材料优选为导体。中间电极106的材料最优选为金属。中间电极106的材料优选为铜、铝、镍、钨、钼、钛或钽这样的单质金属。中间电极106的材料也可以是组合了2种以上单质金属的合金或金属间化合物。中间电极106也可以是不锈钢、铜钨、黄铜、黄铜、高速钢或硬质合金。
中间电极106的材料也可以是金属之外的无机材料。中间电极106的材料优选为半导体、碳材料或绝缘体。中间电极106的材料可以为LaB6、SiC、WC、硅、砷化镓、氮化镓、SiC、碳纳米管、石墨烯、石墨、氧化铝、蓝宝石、氧化硅、陶瓷、玻璃或者聚合物。中间电极106的材料可以是一种材料，也可以是组合了多种的材料。
中间电极106的材料优选为热传导率高的材料。为了不在中间电极106的表面上附着不需要的冷凝液，优选将中间电极106加热到水蒸气的露点温度以上。
为了抑制中间电极106的磨耗，优选包被中间电极106的表面。包被中间电极106的材料可以使用与雾化电极105相同的无机材料。中间电极106可以被上述无机材料的单层所包被，也可以叠层多种无机材料将其包被。
中间电极106的表面优选为亲水性的，但也可以是疏水性的。
中间电极106可以设置1个，也可以设置多个。在设置多个中间电极106时，中间电极106可以一维地排列成直线状，也可以二维地排列成圆周状、抛物线状、椭圆周状、正方格子状、斜方格子状、最紧密堆积格子状、放射状或随机状，也可以三维地排列成球面状、抛物线曲面或椭圆曲面状。
对置电极107在容器101的内部，设置在雾化电极105的相反侧。中间电极106被夹持在对置电极107和雾化电极105之间。对置电极107用于回收带电微粒。对置电极107的材料可以使用与中间电极106相同的材料。对置电极107可以是一种材料，也可以是组合了多种的材料。
优选对置电极107反射光。优选对置电极107反射可见光。更优选对置电极107的表面为镜面。对置电极107优选通过第2冷却部108被冷却到水蒸气的露点温度以下。
在图1中，对置电极107设置在与第2接触部108接触的位置，但也可以设置在离开第2冷却部108的位置。对置电极107优选与第2接触部108直接接触。对置电极107也可以隔着热传导率高的材料与第2冷却部108接触。作为热传导率高的材料，优选热传导性片材、热传导性树脂、金属板、润滑脂或金属焊膏。
对置电极107优选为电化学电极材料。对置电极107的材料优选为铂、金、玻璃碳、碳糊、钯糊、银-氯化银糊、镍、钛、铬、银、氯化银、银/氯化银、饱和甘汞电极或凝胶电极。
对置电极107优选设置在容器101的顶面。对置电极最优选设置在容器101的顶面中央部。对置电极107的前端优选朝向下方。对置电极107优选距容器101的侧面10mm以上。对置电极107也可以位于容器101的侧面或底面。
对置电极107的形状优选为针状。针的长度优选3mm以上10mm以下。对置电极107的形状可以是实心的也可以是空心的。对置电极107也可以是多孔质。对置电极107的表面上可以设置凹凸结构或槽结构。对置电极107的前端也可以设置球状的突起物。优选对置电极107整体被冷却到水蒸气的露点温度以下。
第2冷却部108具有冷却对置电极107的功能。在图1中，第2冷却部108与对置电极107相邻接，设置在容器101的一端。通过第2冷却部108，能够将对置电极107冷却到水蒸气的露点温度以下。第2冷却部108最优选为热电元件。第2冷却部108可以是使用制冷剂的热管、空气热交换元件或冷却风扇。由于只要能够将对置电极107冷却就足够，所以第2冷却部108的面积优选为较小。从削减消耗电力的观点出发，第2冷却部108的面积也优选为较小。为了有效地冷却对置电极107，优选在第2冷却部108的表面上设置凹凸结构或多孔体。第2冷却部108的位置最优选在容器101的顶部，但也可以是侧部或底部，也可以组合这些设置多个第2冷却部108。
为了抑制热传导，第2冷却部108和容器101的接触面积优选为较小。第2冷却部108和容器101的接触面积优选在100μm2以上5mm2以下。
检测电极109为由不锈钢、铝、黄铜或黄铜这样的金属构成的电极。
检测电极109设置在支撑体110上。支撑体110为可动的。支撑体110优选自动移动，但也可以手动或半自动地移动。检测电极109优选能够在容器101上装卸。检测电极109的装卸优选以手动来进行，但也可以自动或半自动地进行。
支撑体110的形状最优选为板状。支撑体110的形状也可以是棒状、圆盘状、长方体、长方形、正方形、圆形或梯形。从支撑体110的操作便利性的观点出发，支撑体110的长轴方向的长度优选为5mm以上100mm以下。支撑体110的短轴方向的长度优选为5mm以上20mm以下。
容器101优选具有支撑体110的安装结构。支撑体110的安装结构优选为设置在容器101上的槽。支撑体110的安装结构可以是设置在容器101上的台也可以是管，也可以是其他的安装结构。支撑体110的安装结构优选设置在对置电极107的附近。支撑体110的安装结构优选设置在支撑体110移动方向的线上。在支撑体110的安装结构中优选设置阀，以使容器101内部的化学物质不泄露。为了容器101内部的化学物质不泄露，支撑体110的安装结构优选开口部的面积在10μm2以上10mm2以下。
检测电极109在支撑体110上可以设置1个，也可以设置多个。当在支撑体110上设置多个检测电极109时，可以设置多个相同种类的电极，也可以设置多种电极。检测电极109的长轴方向的长度优选在10nm以上100mm以下。
如图3所示，支撑体110的前端优选为曲线。通过支撑体110的前端为曲线，就能够容易地把支撑体110安装在容器101上。如图3所示，支撑体110的前端优选为半圆形的，但也可以是多角形、梯形或三角形的。支撑体110的厚度优选在50μm以上2mm以下。支撑体110的材质可以是无机材料也可以是有机材料。
检测电极109，如图3所示，最优选设置在支撑体110的上面。检测电极109优选设置在支撑体110的前端附近。检测电极109也可以设置在支撑体110的侧面，还可以设置在支撑体110的下面。检测电极109优选能够通过旋转支撑体110而改变朝向。如图3所示的具有长轴的支撑体110优选围绕长轴旋转。
支撑体110的材料可以是无机材料也可以是有机材料。支撑体110的材料优选具有绝缘性。作为无机材料，优选为玻璃、硅、氧化铝、蓝宝石、石英玻璃、硼硅酸玻璃、氮化硅、氧化铝或碳化硅。支撑体110的材料也可以是在硅基板上包被二氧化硅、氮化硅或氧化钽的无机材料。作为有机材料，优选丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氟树脂、聚二甲基硅氧烷、PEEK或特氟隆(注册商标)。支撑体110的材料可以是1种材料，也可以是组合了多种材料的材料。
支撑体110的表面优选为疏水性的，但也可以是亲水性的。
液体检测部111优选设置在对置电极107的周围。液体检测部111更优选设置在对置电极107的前端附近。液体检测部111和对置电极107的距离优选在1mm以上50mm以下。液体检测部111和对置电极107的距离更优选在1mm以上2mm以下。
为了能够非接触地检测冷凝液的存在，液体检测部111最优选为光学式检测器。液体检测部111优选由发光部111a和受光部111b组成。液体检测部111也可以具备镜头、光学滤镜或镜子这样的光学部件。液体检测部111可以检测透过冷凝液的光，也可以检测冷凝液反射的光，还可以检测冷凝液散射的光。液体检测部111也可以检测对置电极107的外周面上反射的光。
发光部111a最优选为发光二极管。发光部111a也可以是高压水银灯、卤素灯、钨灯、氘灯、金属卤化物灯、高压钠灯、HID灯或电致发光等。从直线性和可干涉性的观点出发，发光部111a也优选为激光。作为激光，优选半导体激光、固体激光、液体激光、气体激光或自由电子激光。从发光部111a发出的光优选为可见光。
从发光部111a发出的光的波长优选在360nm以上860nm以下。从发光部111a发出的光优选为紫外线。从发光部111a发出的光的波长优选在200nm以上380nm以下。从发光部111a发出的光优选为红外线。从发光部111a发出的光的波长优选在700nm以上1mm以下。为了抑制装置100内部的温度的上升，容器101的材料优选为透过红外线的材料。发光部111a可以设置1个，也可以设置多个。
受光部111b最优选为光电二极管。作为光电二极管，优选为硅光电二极管、硅PIN光电二极管、雪崩光电二极管、CCD(电荷耦合元件)或CMOS影像传感器。受光部111b也可以是感光电阻器、太阳能电池、光电倍增管、光导管、光电晶体管或热释电探测器。受光部111b可以设置一个，也可以设置多个。受光部111b也可以排列成阵列状。
可以在发光部111a的一端连接光纤，将光纤的另一端设置在对置电极107的侧部。也可以受光部111b的一端与光纤连接，将光纤的另一端设置在对置电极107的侧部。
液体检测部111可以是光导波路。
在注入口102和排出口103上优选分别设置阀112a和阀112b。并优选通过阀112a和112b封闭容器101。在本发明中，阀112a和阀112b的材料、位置和种类没有限定。阀112a和阀112b可以是控制气体试样流动的阀。阀112a和阀112b可以是止逆阀。阀112a和阀112b也可以是截止阀。
图4～图7表示在实施方式1中的化学物质分析方法的工序的说明图。在图4～图7中，对于与图1～图3相同的结构要素使用了相同的符号，所以省略其说明。
设置有检测电极109的支撑体110安装在容器101的一端。支撑体110优选安装在容器101的安装结构150上。安装结构150优选为狭缝状。为了容易地将支撑体110安装在希望的位置上，优选安装结构150具有导向件。图4(A)表示在安装结构150上安装设置有检测电极109的支撑体110的状况。检测电极109优选在不暴露于带电微粒的位置待机。
<工序(b)>
在工序(b)中，含有水蒸气201和化学物质202的气体试样203通过注入口102被注入到容器101内。图4(B)表示工序(b)。在图4(B)中，作为化学物质202，记载了3种化学物质202a、202b和202c。化学物质202可以是一种也可以是两种以上。在本发明中，气体试样203中含有的多种化学物质202的比例没有限定。
化学物质202优选为有机化合物。化学物质202优选为挥发性有机化合物。化学物质202优选为酮类、胺类、醇类、芳香族烃类、醛类、酯类、有机酸、硫化氢、甲硫醇或二硫化物。化学物质202优选为烷烃、烯烃、炔烃、二烯、脂环式烃、丙二烯、醚、碳酰、负碳离子、蛋白质、多环芳烃、杂环、有机衍生物、生物分子、代谢物、异戊二烯或类异戊二烯、以及它们的衍生物。化学物质202的分子量优选在15以上500以下。
气体试样203优选从生物体中采取。气体试样203优选由采自生物体的液体产生。从生物体采取的液体最优选为尿液。从生物体采取的液体也可以是血液、汗、细胞间质液、泪液、唾液或消化道液。
气体试样203优选通过将采自生物体的液体加热产生。气体试样203最优选通过加热尿液产生。气体试样203优选通过加热血液、汗、细胞间质液、泪液、唾液或消化道液产生。气体试样203优选通过将采自生物体的液体加热至30℃以上100℃以下而产生。通过将采自生物体的液体加热到30℃以上，就能够使该液体含有的化学物质202挥发或蒸发。通过将采自生物体的液体加热到100℃以下，就能够抑制该液体的沸腾。更优选将采自生物体的液体加热至30℃以上60℃以下而产生。这是由于通过将采自生物体的液体加热到60℃以下，能够抑制该液体中含有的蛋白质、DNA、RNA或肽的变性或分解。
气体试样203也可以通过将采自生物体的液体加热到100℃以上而产生。通过将采自生物体的液体加热到100℃以上，就能够使该液体中含有的化学物质202迅速地挥发或蒸发。
气体试样203优选为采自生物体的气体。气体试样203可以是呼出的气体、皮肤表皮气体、嗳气、大肠气体或者也可以是屁。
气体试样203优选加热采自生物体的固体而产生。气体试样203优选通过加热细胞、组织、器官或毛发而产生。气体试样203优选将采自生物体的固体加热到30℃以上100℃以下而产生。通过将采自生物体的固体加热至30℃以上，就能够使该固体中含有的化学物质202挥发或蒸发。通过将采自生物体的固体加热至100℃以下，就能够抑制该固体的变性或分解。更优选将采自生物体的固体加热到30℃以上60℃以下而产生。通过将采自生物体的固体加热至60℃以下，就能够抑制该固体中含有的蛋白质、DNA、RNA或肽变性或分解。
气体试样203也可以通过将采自生物体的固体加热到100℃以上而产生。通过将采自生物体的固体加热至100℃以上，就能够使该固体中含有的化学物质202迅速地挥发或蒸发。
气体试样203的相对湿度优选在50％以上100％以下。气体试样203的相对湿度更优选在80％以上100％以下。在工序(b)中，也可以向气体试样203中添加水蒸气201。气体试样203优选含有极性有机溶剂。极性有机溶剂优选为乙腈、异丙醇、甲酸或乙酸。
在工序(b)中，气体试样203可以碰撞在容器101的内壁上。气体试样203也可以碰撞在中间电极106上。气体试样203还可以碰撞在对置电极107上。
气体试样203的注入速度优选在10sccm以上1000sccm以下。气体试样203的注入速度更优选在100sccm以上500sccm以下。气体试样203的注入速度优选为一定的，但也可以变化。
优选把10ml以上3000ml以下的气体试样203注入到容器101内。更优选向容器101内注入100ml以上1000ml以下的气体试样203。
优选将室温的气体试样203注入到容器101内。也可以将加热的气体试样203注入到容器101内。气体试样203的温度优选在20℃以上100℃以下。气体试样203的温度更优选在25℃以上40℃以下。
优选通过给注入口102侧加压，将气体试样203注入到容器101内。也可以通过给排出口103侧减压，把气体试样203注入到容器101内。在工序(b)中，通过注入口102的气体试样203的流动方向可以一定也可以变化。通过注入口102的气体试样203的流动方向也可以周期性变化。
在工序(b)中，优选打开阀112a和阀112b。也可以通过适当打开阀112a和阀112b来调整气体试样203的流入量。
优选在把气体试样203注入到容器101内之前，用洁净的空气将容器101内部充满。可以用干燥氮气或惰性气体充满容器101的内部。也可以用与气体试样203具有同程度的相对湿度的标准气体充满容器101的内部。也可以用校正用气体将容器101内部充满。
剩余的气体试样203优选从排出口103排出。
容器101内部的压力最优选为大气压。可以将容器101减压，也可以加压。在本发明中，容器101内的压力没有被限定。
在后述工序(c)～(h)中，为了不使气体试样203结露，优选将容器101、注入口102、排出口103和中间电极106的温度保持在水蒸气201的露点温度以上。
在工序(b)中，可以将雾化电极105或对置电极107的至少一方预冷却。也可以在工序(b)之前，将雾化电极105或对置电极107的至少一方预冷却。
<工序(c)>
在工序(c)中，通过冷却部104将雾化电极105冷却到水蒸气201的露点温度以下。在雾化电极105的外周面上，由气体试样203形成含有水蒸气201和化学物质202的第1冷凝液204。在工序(c)的初期阶段，在雾化电极105的外周面上以液滴状形成第1冷凝液204。在工序(c)的进行阶段，雾化电极105的外周面被第1冷凝液204覆盖。图5(A)表示工序(c)的进行阶段。
在工序(c)中，为了不使第1冷凝液204的量过剩，优选控制冷却部104的温度。雾化电极105的温度优选在第1冷凝液204的凝固点以上。
雾化电极105的温度优选在0℃以上20℃以下。通过把雾化电极105的温度设定在0℃以上，第1冷凝液204就不会冻结。通过将雾化电极105的温度设定在20℃以下，就会使第1冷凝液204迅速形成。雾化电极105的温度更优选在0℃以上2℃以下。通过将雾化电极105的温度设定在2℃以下，就会使第1冷凝液204更迅速形成。只要第1冷凝液204不冻结，为了使第1冷凝液迅速地形成，也可以将雾化电极105的温度设定在0℃以下。
在工序(c)中，优选连续进行气体试样203的注入，但也可以停止气体试样203的注入。
<工序(d)>
在工序(d)中，由第1冷凝液204形成许多带电微粒205。图5
(B)表示工序(d)。带电微粒205可以是由1个～数十个分子构成的簇，也可以是由数百个以上的分子构成的液滴。带电微粒205也可以是这2种以上混合存在的液滴。
带电微粒205中也可以含有电中性分子。在带电微粒205中也可以含有源自气体试样203的离子或自由基。在带电微粒205中也可以混合存在电中性分子和源自气体试样203的离子或自由基。
带电微粒205优选带负电。在带电微粒205带负电时，化学物质202的电子亲和力优选比水的电子亲和力大。带电微粒205也可以带正电。在带电微粒205带正电时，化学物质202的电离能优选比水的电离能小。
第1冷凝液204的带电微粒化最优选通过静电喷雾进行。静电喷雾的原理如下。通过在雾化电极105和中间电极106之间施加电压，第1冷凝液204被输送至雾化电极105的前端。通过库伦引力，第1冷凝液204的液面朝向中间电极106的方向提升为圆锥形。另外，在雾化电极105的外周面上，冷凝进行，成长为圆锥状的第1冷凝液204。之后，第1冷凝液204的前端电荷集中库伦力增大。一旦该库伦力超过了水的表面张力，则第1冷凝液204分裂并飞散，从而形成带电微粒205。
从带电微粒205的稳定性的观点出发，带电微粒205的直径优选在1nm以上1μm以下。带电微粒205的直径更优选在1nm以上30nm以下。
1个带电微粒205上所带的带电量优选与基本电荷量(1.6×10-19C)相同。1个带电微粒205上所带的带电量优选在基本电荷量的相同量以上到10倍以下。
带电微粒205中化学物质202相对于水蒸气201的比例优选比气体试样203中化学物质202相对于水蒸气201的比例高。带电微粒205中化学物质202相对于水蒸气201的比例在带电微粒205向对置电极107移动期间也可以变化。带电微粒205中化学物质202相对于水蒸气201的比例优选在带电微粒205向对置电极107移动的期间升高。
在工序(d)中，在雾化电极105和中间电极106之间产生电位差。最优选在雾化电极105和中间电极106之间施加直流电压。直流电压优选为不发生电晕放电的电压。直流电压优选在4kV以上6kV以下。最优选相对于中间电极106而对雾化电极105施加负电压，但也可以相对于中间电极106而对雾化电极105上施加正电压。中间电极106最优选为GND电极。在工序(d)中，在雾化电极105和中间电极106之间也可以施加交流电压。在雾化电极105和中间电极106之间还可以施加脉冲电压。
在雾化电极105和中间电极106之间施加的直流电压可以是固定值，也可以是可变值。当为可变值时，优选根据带电微粒化的状况控制直流电压。带电微粒化的状况可以监控流过雾化电极105和中间电极106之间的直流电流值来确认。带电微粒化的状况可以设置专用电极对监控直流电流值来确认。流过雾化电极105和中间电极106之间的电流优选被控制在1pA以上1mA以下。流过雾化电极105和中间电极106之间的电流更优选被控制在1μA以上100μA以下。
在工序(d)中，优选继续工序(b)和/或工序(c)。
<工序(e)>
在工序(e)中，在中间电极106和对置电极107之间产生电位差。带电微粒205被回收至对置电极107处。图6(A)表示工序(e)。气体试样203可以直接被回收至对置电极107处。优选被回收至对置电极107的气体试样203的量比回收至对置电极107处的带电微粒205的量少。
在工序(e)中，优选继续工序(b)。在工序(e)中，优选继续工序(c)。在工序(e)中，优选继续工序(d)。
带电微粒205优选通过电磁力回收。带电微粒205优选通过静电力回收。优选在中间电极106和对置电极107之间施加直流电压。直流电压优选在0.01kV以上6kV以下。直流电压更优选在0.01kV以上0.6kV以下。在带电微粒205带负电荷时，最优选在对置电极107上施加正电压。在带电微粒205带正电荷时，最优选在对置电极107上施加负电压。电压施加优选为连续的，但也可以是脉冲的。中间电极106最优选为GND电极。在对置电极107和中间电极106之间也可以施加交流电压。在对置电极107和中间电极106之间还可以施加脉冲电压。
对置电极107优选被冷却至水蒸气201的露点温度以下。对置电极107优选被第2冷却部108冷却。优选在对置电极107的外周面，带电微粒205冷凝为第2冷凝液206。优选在工序(e)的初期阶段，在对置电极107的外周面，第2冷凝液206成为液滴状。优选在工序(e)的进行阶段，对置电极107的外周面被第2冷凝液206所覆盖。对置电极107优选为针状的。第2冷凝液206优选被回收至对置电极107的前端。对置电极107的外周面优选为亲水性的，但也可以是疏水性的。
第2冷凝液206优选被移动至对置电极107的前端部。优选将第2冷凝液206通过重力移动至对置电极107的前端部。由于通过重力使第2冷凝液206移动，所以对置电极107优选朝向下方。也可以将第2冷凝液206通过静电力移动至对置电极107的前端部。还可以将第2冷凝液206通过表面张力移动至对置电极107的前端部。还可以将第2冷凝液206通过毛细管现象移动至对置电极107的前端部。
第2冷凝液206的量优选在1pl以上1mL以下。从缩短分析时间的观点出发，第2冷凝液206的量优选在100nL以上10μL以下。第2冷凝液206的量更优选在0.5μL以上2μL以下。
在工序(e)中，如图6(A)所示，优选通过静电力将第2冷凝液206回收至对置电极107的前端。对置电极107的前端优选为电场集中的形状。对置电极107最优选为针状。第2冷凝液206中优选含有极性有机化合物。第2冷凝液206中优选含有水。
对置电极107优选被除电。对置电极107的除电可以经常进行，也可以在适当时候进行。对置电极107的除电优选通过接地进行。对置电极107的除电和优选使用电离器进行。
最优选在相对于中间电极106而向对置电极107施加电压之后冷却对置电极107。可以在相对于中间电极106而向对置电极107施加电压的同时冷却对置电极107。也可以利用对置电极107冷凝气体试样203。
在工序(e)中，可以除去第2冷凝液206中含有的干扰物质。第2冷凝液206中含有的干扰物质可以是水蒸气201或检测对象以外的物质。第2冷凝液206中含有的干扰物质可以使用过滤器、吸附剂或其他的除去方法去除。
在工序(e)中，优选继续工序(b)。在工序(e)中，优选继续工序(c)。在工序(e)中，优选继续工序(d)。
<工序(f)>
在工序(f)中，第2冷凝液206具有预定量以上是通过液体检测部111检测的。图6(B)表示工序(f)。在图6(B)中，液体检测部111作为光学式检测器记载。液体检测部111包括发光部111a和受光部111b。
透过第2冷凝液206的光量变化最优选通过液体检测部111检测。从第2冷凝液206反射的光量变化优选通过液体检测部111检测。从第2冷凝液206散射的光量变化优选通过液体检测部111检测。
为了防止液体检测部111的污染，优选液体检测部111和第2冷凝液206不接触，但液体检测部111和第2冷凝液206也可以接触。发光部111a和受光部111b的距离优选在2mm以上50mm以下。
工序(f)优选与工序(e)同时进行。工序(f)优选与工序(e)同时且连续地进行。工序(f)也可以与工序(e)同时且脉冲式进行。
优选液体检测部111检测出第2冷凝液206具有预定以上的量之后，停止工序(e)。优选液体检测部111检测出第2冷凝液206具有预定以上的量之后，停止向对置电极107施加电压。
<工序(g)>
在工序(g)中，将支撑体110插入到容器101内。此时，为了使检测电极(109)和第2冷凝液(206)接触，将支撑体110插入到容器101内。图7(A)表示工序(g)。
优选以使检测电极109处于对置电极107的正下方的方式移动支撑体110。优选使支撑体110在水平方向直线前进。
最优选使支撑体110自动移动。也可以使支撑体110手动或半自动地移动。
为了使支撑体110移动，优选容器101具备驱动部。驱动部优选为电磁石、发动机、活塞、弹簧、空气活塞或辊。检测部109的移动量优选通过步进电动机或限制器(stopper)进行控制。
优选停止工序(f)之后，开始工序(g)。为了防止检测电极109受到电气上的破坏，优选在停止向对置电极107施加电压后，开始工序(g)。
在工序(g)中，优选基于来自液体检测部111的信号移动支撑体110。分析装置100优选具备基于来自液体检测部111的信号移动支撑体110的结构。
在工序(g)中，检测电极109的温度优选与对置电极107的温度相同。检测电极109的温度优选比对置电极107的温度低。检测电极109的温度优选在0℃以上20℃以下。通过把检测电极109的温度设在0℃以上，第2冷凝液206就不会冻结。
<工序(h)>
在工序(h)中，通过检测电极109检测或定量第2冷凝液206中含有的化学物质202。图7(B)表示工序(h)。在工序(h)中，检测电极109和对置电极107经由第2冷凝液206接触很重要。
图8(A)～(C)表示在工序(h)中对置电极107和检测电极109附近的模式图。在工序(h)中，如图8(A)所示，需要使对置电极107、第2冷凝液206和检测电极109接触。此时，通过在检测电极109和对置电极107之间施加直流电压，如图9所示，在对置电极107、第2冷凝液206和检测电极109之间形成闭合回路。此时，由于电流值随着第2冷凝液206中含有的化学物质量而变化，所以可以基于电流计测得的电流值检测出第2冷凝液206中含有的化学物质量。
如图8(B)或图8(C)所示，由于在检测电极109和对置电极107不经由第2冷凝液206接触的状态下，对置电极107、第2冷凝液206和检测电极109不形成闭合回路，所以不能进行工序(h)。
优选根据检测电极109检测1种化学物质202，但也优选检测2种以上的化学物质202。通过检测电极109，可以定量化学物质202，也可以检测化学物质202的存在。液体检测部111在检测出第2冷凝液206具有预定量以上的量之后进行工序(g)和工序(h)，由此可以减少第2冷凝液206的浪费，故而优选。
在工序(h)中，优选停止工序(b)至工序(g)。
在工序(h)中，检测电极109的温度优选与对置电极107的温度相同。检测电极109的温度优选比对置电极107低。在工序(h)中，检测电极109的温度优选在0℃以上20℃以下。通过将检测电极109的温度设定在0℃以上，第2冷凝液206的温度不会冻结。
检测电极109的温度也可以比对置电极107的温度高。
在工序(h)中，对置电极107的温度最优选在0℃以上20℃以下。只要第2冷凝液206不冻结，对置电极107的温度也可以在0℃以下。
在工序(h)中，优选对置电极107的电位和检测电极109的电位相等。通过使对置电极107和检测电极109的电位一致，能够削减检测电极109的设置数目，故而优选。对置电极107优选为电化学电极。
在本发明的实施方式中，从工序(b)到工序(h)中至少两个以上工序可以同时进行。例如，工序(b)和工序(c)可以同时进行。
(实施方式2)
图10和图11表示本发明的实施方式2中的分析装置100的结构图。图10表示工序(g)的状态，图11表示工序(a)～(f)的状态。在图10和图11中，与图1相同的结构要素使用相同符号，并省略其说明。
本实施方式与实施方式1最不同的点在于将液体检测部设为电子式检测器。通过将液体检测部设为电子式检测器，能够使分析装置100小型化。在图10中，液体检测部作为电子式检测器用长方形(301a和302b)来表示。
在对置电极107的附近，作为液体检测部设置有电子式检测器。液体检测部优选设在对置电极107的前端附近。液体检测部优选设置在容器101的内部。液体检测部也可以设置在容器101的外部。液体检测部(在图10中，电极301a和302b)与对置电极107的距离优选在1mm以上50mm以下。液体检测部和对置电极107的距离更优选在1mm以上2mm以下。
为了能够将检测器小型化，优选液体检测部为电子式检测器。液体检测部优选由1个电极构成。液体检测部也可以由2个以上的电解构成。图10所示的液体检测部由两个电极301a和301b构成。液体检测部优选通过流过电极301a和电极301b之间的电流来检测第2冷凝液206。液体检测部优选为电流检测型、电位检测型、电容检测型或电导检测型。液体检测部优选与对置电极107组合使用。液体检测部也可以检测流过液体检测部和对置电极107之间的电流。液体检测部可以用直流检测，也可以用交流检测，也可以用脉冲电流检测。
电极301a和301b的材料优选为金属。电极301a和301b的材料优选为金、银、铂、铜或铝这样的单质金属。电极301a和301b的材料也可以是Mo-Al或铜钨这样的合金金属。电极301a和301b的材料优选为银-氯化银电极。电极301a和301b的材料优选为碳或半导体这样的无机材料。电极301a和301b的材料优选为MOS晶体管。电极301a和301b的材料可以是相同材料也可以是不同材料。电极301a和301b的材料可以是1种材料，也可以是组合2种以上的材料。
电极301a和301b的形状可以是线状、平板或块状。电极301a和301b的表面形状可以平滑也可以是凹凸结构。电极301a和301b的形状可以相同也可以不同。电极301a和301b的表面优选为亲水性的，但也可以是疏水性的。电极301a和301b优选在基板上形成。
液体检测部可以采用公知的液体检测技术。
冷却部104上优选设置放热部303。当使用热电元件作为冷却部104时，冷却面的背面是放热面。放热部303用于散发来自放热面的热量。通过散发来自放热面的热量，能够有效地操作热电元件。放热部303优选为散热片。在散热片上优选附加冷却风扇。放热部303也可以是水冷结构。放热部303优选由热传导率高的材料形成。放热部303的材料优选为金属或半导体。
在冷却部104上优选设置绝热部304。通过设置绝热部304，雾化电极105以外的部位不会被冷却。绝热部304优选为热传导率低的材料。绝热部304的材料优选为橡胶、陶瓷或玻璃。绝热部304也可以为空气间隙。空气间隙的内容物优选为空气或氮气。绝热部304优选为非导体。
从抑制热传导的观点出发，优选雾化电极105和绝热部304的接触面积小。雾化电极105和绝热部304的接触面积优选在10μm2以上10mm2以下。
雾化电极105和容器101之间优选设置绝缘部305。绝缘部305使雾化电极105和容器101之间电绝缘。绝缘部305的材料优选为绝缘体。绝缘部305的材料优选为特氟隆(注册商标)、迭尔林(Delrin)或PEEK。为了蓄留剩余的冷凝液，优选在绝缘部305设置存储部。存储部优选为沟结构、凹凸结构或吸收体。
在本发明中，绝缘部305的形状、材质和位置没有限定。从抑制热传导的观点出发，优选雾化电极105和绝缘部305的接触面积小。雾化电极105和绝缘部305的接触面积优选在10μm2以上10mm2以下。为了抑制水蒸气201的结露，优选在绝缘部305中使用热传导率低的材料。绝缘部305优选具备抑制热传导的结构。
对置电极107优选设置在抑制气体试样203的直接冷凝的位置。注入口102和对置电极107的距离优选比注入口102和雾化电极105的距离大。中间电极106优选设置在雾化电极105和对置电极107之间。中间电极106和雾化电极105的距离优选与中间电极106和对置电极107的距离相等。中间电极106和雾化电极105的距离可以比中间电极106和对置电极107的距离大，也可以比其小。
对置电极107优选设置在第2绝缘部307上。第2绝缘部307使对置电极107和容器101电绝缘。第2绝缘部307的材料优选为绝缘体。第2绝缘部307的材料优选为特氟隆(注册商标)、迭尔林(Delrin)或PEEK。为了蓄留剩余的冷凝液，优选在第2绝缘部307设置存储部。存储部优选为沟结构、凹凸结构或吸收体。在本发明中，第2绝缘部307的形状、材质和位置没有限定。从抑制热传导的观点出发，优选对置电极107和第2绝缘部307的接触面积小。对置电极107和第2绝缘部307的接触面积优选在10μm2以上10mm2以下。
第2冷却部108中优选设置第2放热部308。在使用热电元件作为第2冷却部108时，冷却面的背面为放热面。第2放热部308用于散发来自放热面的热量。通过散发来自放热面的热量，可以有效地操作热电元件。第2放热部308优选为散热片。在散热片上优选附加冷却风扇。第2放热部308也可以是水冷机构。第2放热部308优选由热传导率高的材料形成。第2放热部308的材料优选为金属或半导体。
在第2放热部308上优选设置第2绝热部309。通过设置第2绝热部309，对置电极107以外的部位不会被冷却。第2绝热部309优选为热传导率低的材料。第2绝热部309的材料优选为橡胶、陶瓷或玻璃。第2绝热部309也可以为空气间隙。空气间隙的内容物优选为空气或氮气。
从抑制热传导的观点出发，优选对置电极107和第2绝热部309的接触面积小。对置电极107和第2绝热部309的接触面积优选在10μm2以上10mm2以下。
图12～图15表示本发明的实施方式2中的化学物质分析方法的说明图。在图12～图15中，对于与图10相同的构成要素使用相同符号，并省略其说明。
本实施方式的方法和实施方式1的方法最不同的点在于工序(e)，所以在下面对其进行说明。
在工序(e)中，带电微粒205达到预定的一定量以上的第2冷凝液206，是通过液体检测部检测的。图14(B)表示工序(e)。在图14(B)中，液体检测部作为电子式检测器而记载。液体检测部具备电极301a和电极301b。
液体检测部最优选通过流过电极301a和电极301b之间的电流来检测第2冷凝液206。
在工序(e)中，为了防止液体检测部(电极301a和电极301b)的污染，液体检测部和第2冷凝液206的接触面积优选在100μm2以上1mm2。电极301a和电极301b的距离优选为2mm以上50mm以下。
工序(e)优选与工序(d)同时进行。工序(e)优选与工序(d)同时且连续地进行。工序(e)也可以与工序(d)同时且脉冲式进行。
与实施方式1相同，在工序(e)中，有预定量以上的第2冷凝液(206)通过液体检测部(电极301a和电极301b)检测。
优选液体检测部(电极301a和电极301b)在检测出第2冷凝液(206)有预定量以上之后，停止工序(d)。优选液体检测部(电极301a和电极301b)在检测出第2冷凝液(206)有预定量以上之后，停止对置电极107上施加电压。
在本实施方式中，从工序(b)到工序(h)中的至少2个以上的工序可以同时进行。例如，工序(b)和工序(c)可以同时进行。各个工序也可以有序地进行。
在本实施方式中，带电微粒205可以被加热。可以通过加热带电微粒205提高化学物质202的浓度。为了加热带电微粒205，优选使用红外线。在通过红外线加热带电微粒205时，优选使用水的吸收峰波长。用于加热带电微粒205的红外线优选不照射雾化电极105和对置电极107。用于加热带电微粒205的红外线优选被聚焦。用于加热带电微粒205的红外线优选在容器101内导波。优选在容器101中设置光导波路。优选在容器101的一部分上设置红外线窗。为了加热带电微粒205，也可以使用加热器。
在本实施方式中，在工序(d)中也可以使用电晕放电。在工序(d)中最优选使用静电喷雾。但是，也有静电喷雾伴随电晕放电的情况。在气体试样203中的相对湿度低时，或雾化电极105的外周面没有产生足够的第1冷凝液204时。在本发明中，在工序(d)中第1冷凝液204的带电微粒化方法并不限定于静电喷雾。
在本实施方式中，在工序(d)中，优选根据流过雾化电极105和中间电极106之间的电流来控制雾化电极105和中间电极106之间的电压施加。优选当雾化电极105和中间电极106之间流着阈值以上的电流时，中断雾化电极105和中间电极106之间的电压施加。也可以在雾化电极105和中间电极106之间流着阈值以上的电流时，减小雾化电极105和中间电极106之间的施加电压。可以当流过雾化电极105和中间电极106之间的电流变为阈值以下时，再开始施加电压。
在本实施方式中，在进行化学物质的检测后，为了把水蒸气201和化学物质202从雾化电极105上除去，优选加热雾化电极105。在加热雾化电极105时，优选向容器101中注入清洁气体。清洁气体优选不含有水蒸气201和化学物质202。
在本实施方式中，在进行化学物质的检测后，为了通过加热雾化电极105来除去水蒸气201和化学物质202，优选使用热电元件。热电元件优选为冷却部104。如果使用热电元件，就能够容易地翻转冷却面和加热面，因此很方便。如果用于除去水蒸气201和化学物质202与工序(c)使用同一个热电元件，就可以使分析装置100小型化。检测水蒸气201和化学物质202被除去可以使用检测电极109，也可以使用检测电极109之外的检测电极。
在本实施方式中，在进行化学物质的检测后，为了从中间电极106上除去水蒸气201和化学物质202，优选加热中间电极106。在加热中间电极106时，优选向容器101中注入清洁气体。清洁气体优选不含有水蒸气201和化学物质202。
在本实施方式中，为了加热中间电极106，优选使用热电元件。如果使用热电元件，就能够容易地翻转冷却面和加热面，因此很方便。检测水蒸气201和化学物质202被除去可以使用检测电极109，也可以使用检测电极109之外的检测电极。
在本实施方式中，在进行化学物质的检测后，为了从对置电极107上除去水蒸气201和化学物质202，优选加热对置电极107。在加热对置电极107时，优选向容器101中注入清洁气体。清洁气体优选不含有水蒸气201和化学物质202。
在本实施方式中，为了加热对置电极107，优选使用热电元件。热电元件优选为第2冷却部108。如果使用热电元件，就能够容易地翻转冷却面和加热面，所以很方便。如果用于除去水蒸气201和化学物质202与工序(e)使用同一个热电元件，就可以使分析装置100小型化。检测水蒸气201和化学物质202被除去可以使用检测电极109，也可以使用检测电极109之外的检测电极。
使用本实施方式的化学物质分析方法，优选检测作为诊断标记物的化学物质。诊断标记物优选为糖尿病的诊断标记物。诊断标记物也可以是癌、过敏症、传染病、生活习惯病、哮喘、肝脏疾病或肾脏疾病的诊断标记物。
在本实施方式中，优选分析装置100为诊断标记物检测装置。诊断标记物检测装置优选为糖尿病的诊断标记物检测装置。诊断标记物检测装置也可以是癌、过敏症、传染病、生活习惯病、哮喘、肝脏疾病或肾脏疾病的诊断标记物检测装置。
(实施方式3)
图16和图17分别表示本发明的实施方式3中的检测电极109的立体图和顶视图。在图16和图17中，对于与图3相同的构成要素使用相同的符号，并省略其说明。图18表示在本发明的实施方式3中的化学物质分析装置的结构图。在图18中，对于与图1相同的构成要素使用相同的符号，并省略其说明。
本实施方式与实施方式1最不同的点在于容器101和支撑体110的接触部设为2处。在图18中，在容器101的左右侧面，容器101和支撑体110相接触。如图18所示，容器101和支撑体110优选隔着安装结构150相接触。
本实施方式与实施方式1的不同点在于如图16和图17所示的在支撑体110上设置贯通孔401。通过在支撑体110上设置贯通孔401，能够抑制带电微粒205附着在支撑体110上。
本实施方式与实施方式1的不同点在于如图18所示的在容器101上设置驱动部404。通过在容器101上设置驱动部404，就能够容易地移动支撑体110。
容器101和支撑体110的接触部最优选为2处。容器101和支撑体110的接触部也可以为3处以上。容器101和支撑体110的接触部最优选为平面。容器101和支撑体110的接触部也可以是曲面、点、直线或曲线。为了稳定地支撑支撑体110，容器101和支撑体110的接触面积优选为10μm2以上100mm2以下。
在支撑体110上设置贯通孔401。通过在支撑体110上设置贯通孔401，就可以减小支撑体110在雾化电极105和对置电极107连接线上占有的面积，故而优选。贯通孔401的形状优选为长方形。贯通孔401的形状也可以是圆形、梯形、正方形、椭圆形或多边形。贯通孔401的横截面积优选为100μm2以上10mm2以下。贯通孔401可以设置1个，也可以设置2个以上。也可以设置缩小支撑体110的面积的结构。
在安装结构150上优选设置驱动部404。驱动部404优选用于移动支撑体110。驱动部404优选设置在安装结构150的一端。驱动部404优选为电磁石、电动机、活塞、弹簧、空气活塞或辊。驱动部404优选与支撑体110的底面接触。驱动部404也可以与支撑体110的侧面接触。驱动部404优选与支撑体110在一处接触。驱动部404也可以与支撑体110在2处以上接触。驱动部404优选设置1个。驱动部404更优选设置2个以上。
为了支撑支撑体110，优选在容器101上设置载物台405。通过设置载物台405，能够增大容器101和支撑体110的接触面积，所以可以容易地移动支撑体110。载物台405最优选设置在安装结构150的一端。载物台405上优选设置导向件。通过设置导向件，能够确定支撑体110的移动方向，所以可以容易地移动支撑体110。优选在载物台405上设置温度调节器。通过在载物台405上设置温度调节器，就可以使支撑体110和检测电极109保持在一定温度。
分析装置100中优选设置分析从检测电极109获取的信号的分析部。在分析装置100中优选设置显示在分析部得到的结果的显示部。在分析装置100中优选设置存储在分析部得到的结果的存储部。在分析装置100中优选设置用于使检测电极109、冷却部104和驱动部404运转的电源。在分析装置100中优选设置传输在分析部得到的结果的传输部。
在分析装置100中优选设置分析从液体检测部111获取的信号的液体检测分析部。在分析装置100中优选设置显示在液体检测分析部得到的结果的液体检测显示部。
如果检测电极109的初始位置在容器101的外部，则支撑体110也可以在工序(b)之前安装在容器101的一端。优选在安装支撑体110后，在工序(g)中，由驱动部404使支撑体110移动，并使检测电极109与第2冷凝液206接触。贯通孔401在工序(b)之前可以在容器101的内部也可以在容器101的外部。
在工序(d)中，贯通孔401位于容器101的内部时，贯通孔401最优选位于连结雾化电极105和对置电极107的线上。在该情况下，最优选带电微粒205的至少一部分通过贯通孔401被回收至对置电极107。
在工序(e)中，贯通孔401位于容器101的内部时，贯通孔401最优选位于连结雾化电极105和对置电极107的线上。在该情况下，最优选带电微粒205的至少一部分通过贯通孔401被回收至对置电极107。
在工序(g)中，支撑体110被移动至检测电极109与第2冷凝液206接触的位置。在工序(g)中，优选以使检测电极109处于对置电极107的正下方的方式移动支撑体110。在工序(g)中，优选通过驱动部404使支撑体110移动。在工序(g)中，在对置电极107和检测电极109之间保持第2冷凝液206。即，如图8(A)所示，使对置电极107、第2冷凝液206和检测电极109接触。
在工序(g)中，优选通过步进电动机或限制器来控制支撑体110的移动量。
在工序(h)中，在对置电极107和第2冷凝液206电连通的状态下，施加直流电压。在检测电极109的表面优选位于比支撑体110的表面高的位置。检测电极109优选相对于支撑体110的表面具有凸部。检测电极109的表面也可以处于比支撑体110的表面低的位置。检测电极109也可以相对于支撑体110的表面具有凹部。
在支撑体110上，优选设置用于从检测电极109获取电信号的配线402和焊垫403。配线402的外表面优选被绝缘体包被。配线402优选埋入支撑体110的内部。配线402与检测电极109电连通。焊垫403优选露出。焊垫403与配线402电连通。焊垫403的表面优选位于比支撑体110的表面更高的位置。焊垫403优选相对于支撑体110的表面具有凸部。焊垫403的表面也可以位于比支撑体110的表面低的位置。焊垫403也可以相对于支撑体110的表面具有凹部。在本发明中，配线402和焊垫403的材料、大小、数量和位置没有限定。
在容器101中，优选设置用于从检测电极109获取电信号的接点406(参考图18)。从检测电极109获取的电信号优选经过接点406被输送至分析部。容器101优选具备经由支撑体110与检测电极109电连通的装置。容器101优选具备经由支撑体110与检测电极109物理性接触的结构。在容器101中也可以设置用于从检测电极109获取光学信号的结构。
在工序(h)之后，优选使支撑体110移动至检测电极109与第2冷凝液206不接触的位置。在工序(h)之后，最优选将支撑体110排出到容器101的外部。优选通过驱动部404使支撑体110移动。
(实施方式4)
图19表示在本发明的实施方式4中，设置有多个检测电极109的支撑体110的顶视图。在图19中，对于与图1～图3相同的结构要素使用相同的符号，并省略其说明。图20为本发明实施方式4中的化学物质分析装置的水平方向的剖面图，是表示包括图17的支撑体110的面的剖面图。在图20中，对于与图1～图3相同的结构要素使用相同的符号，并省略其说明。
本实施方式与实施方式1最不同的点在于支撑体110可以旋转。优选以旋转中心407为中心使支撑体110旋转。通过旋转支撑体110，能够使设置在支撑体110上的检测电极109容易地移动。如图19所示，支撑体110最优选为圆形。支撑体110也可以为多边形、梯形、平行四边形、长方形、椭圆形、星形或饭团形。
当支撑体110为圆形时，支撑体110的直径优选在5mm以上100mm以下。为了容易操作，支撑体110的直径更优选在5mm以上20mm以下。
支撑体110为圆形以外的形状时，支撑体110的长轴方向的长度优选为5mm以上100mm以下。为了容易操作，支撑体110的长轴方向的大小更优选为5mm以上20mm以下。支撑体110的厚度优选为50μm以上2mm以下。
在支撑体110上优选设置1个检测电极109。在支撑体110上也可以设置2个以上的检测电极。检测电极109优选设置在旋转中心407周围。如图19所示，2个以上的检测电极109优选设置在以旋转中心407为中心的圆周上。2个以上的检测电极109优选设置在距离旋转中心407等距离的位置。2个以上的检测电极109优选等间隔设置，但也可以不等间隔设置。2个以上的检测电极109可以是相同的种类，也可以是不同种类。
在支撑体110上优选设置1个贯通孔401。在支撑体110上也可以设置2个以上的贯通孔401。贯通孔401优选设置在旋转中心407的周围。如图19所示，2个以上的贯通孔401优选设置在以旋转中心407为中心的圆周上。2个以上的贯通孔401优选设置在距离旋转中心407等距离的位置。2个以上的贯通孔401优选等间隔设置。2个以上的贯通孔401也可以不等间隔设置。检测电极109最优选设置在被贯通孔401夹持的位置。检测电极109优选与贯通孔401交叉设置。2个以上的贯通孔401可以是相同大小也可以是不同大小。2个以上的贯通孔401可以是相同形状也可以是不同形状。
贯通孔401的形状优选为扇形。贯通孔401的形状也可以是长方形、圆形、梯形、正方形、椭圆形或多角形。贯通孔401的横截面积优选为100μm2以上10mm2以下。贯通孔401可以设置1个也可以设置2个以上。
图20表示化学物质分析装置100的包含支撑体110的面的剖面图。如图20所示，2个以上的检测电极109优选以能够移动到对置电极408的正下方的方式配置在支撑体110上。2个以上的贯通孔401优选以可以移动到对置电极408的正下方的方式配置在支撑体110上。2个以上的贯通孔401优选以能够在连接雾化电极105和对置电极408的线上移动的方式配置在支撑体110上。旋转中心407最优选被固定在容器101上。支撑体110能够在容器101上装卸。
在工序(g)中，将支撑体110安装在容器101的一端。优选在把支撑体110安装在容器101上后，旋转支撑体110，使检测电极109移动。
在工序(g)中，优选检测电极109的移动量，即，如图19和图20所示的圆形的支撑体110的旋转量通过步进电动机或限制器来控制。
(实施方式5)
图21表示在本发明的实施方式5中的分析装置100的结构图。在图21中，对于与图1相同的结构要素使用相同的符号，且省略其说明。
本实施方式与实施方式1最不同的点在于支撑体110和检测电极109的移动角度。如图21所示，在工序(g)中，优选从容器101的上方插入支撑体110。在图21中，液体检测部111没有图示。
图22表示图21的对置电极107附近的放大图。为了增大检测电极109和第2冷凝液206的接触面积，对置电极107的轴方向和检测电极109的面方向所成的角度θ优选为0度以上89度以下。角度θ更优选为0度以上60度以下。图22所示的检测电极109a表示角度θ为30度的情况。图22所示的检测电极109b表示角度θ为90度的情况。如图22所示，相比于检测电极109b，检测电极109a与第2冷凝液的接触面积增大。
液体检测部111优选设置在不妨碍支撑体110和检测电极109移动的位置。连接发光部111a和受光部111b的线与支撑体110的移动方向最优选为正交。即，在图22中，最优选在以相对于纸面垂直的方向上设置发光部111a和受光部111b。连接发光部111a和受光部111b的线与支撑体110和检测电极109的移动方向所成的角度优选为接近90度的角度。
[实施例]
<工序(a)>
作为实施例，制作了实施方式1的化学物质检测装置。容器101通过切削加工使用厚度4mm的铝板制作。容器101作成38mm×38mm×18mm的长方体。容器101的一部分可以用丙烯酸树脂板置换。为了可以观察冷凝液的形成过程，更优选使容器的一部分为透明材料。平滑地研磨容器101的内壁，抑制气体吸附。用PEEK板制作了容器101的一部分。在容器101由PEEK板制作的部分上设置中间电极106。
在容器101的一端(侧面)设置注入口102。作为注入口102，使用外径1/8英寸、长度50mm的不锈钢管。注入口102设置在距离容器101的底面10mm的位置。注入口102向对于容器101的底面水平地设置。
在容器101的另一端(注入口102的相反侧的侧面)设置排出口103。作为排出口103，使用外径1/8英寸、长度50mm的不锈钢管。排出口103设置在距离容器101的底面4mm的位置。排出口103相对于容器101的底面水平地设置。
作为冷却部104，在容器101的一端(底面)设置热电元件。冷却部104的大小为14mm×14mm×1mm。冷却部104的最大吸热为0.9W，最大温度差为69℃。冷却部104的冷却面被陶瓷材料包被。冷却部104的放热面被陶瓷材料包被。陶瓷材料由于在其表面具有凹凸或多孔体结构，所以能够有效地冷却接触的物体。
在冷却部104上设置有放热部303。作为放热部303，使用放热散热片。放热部303通过切削加工用铝制作。放热散热片的片数为6片，1片散热片的大小为16mm×15mm×1mm。在放热部303的附近，为了促进放热，设置有冷却风扇(KD1208PTB2-6，SUNON)。
在冷却部104和容器101之间设置有绝热部304。作为绝热部304，使用厚度1mm的橡胶膜。在橡胶膜的一部分上设置有用于使雾化电极105贯通的孔。孔的直径为1mm。
将雾化电极105设置在冷却部104的一端(上部)。雾化电极105和冷却部104的接触面积为0.5mm2。在容器101的内部，作为雾化电极105设置有不锈钢制作的针。不锈钢制作的针的长度为3mm，直径最粗的部分为0.79mm，最细的部分为0.5mm。在不锈钢制作的针的前端设置有直径0.72mm的球并使其稳定，使得工序(d)可以进行。雾化电极105和冷却部104之间涂布有热传导润滑脂(SCH-20，Sunhayato)。
在雾化电极105上设置有绝缘部305。作为绝缘部305，使用直径10mm、厚度3mm的特氟隆(注册商标)制的圆板。在绝缘部305的中心部设置有直径4mm，深度1mm的凹结构。
将中间电极106设置在距离雾化电极105的前端3mm的地方。作为中间电极106，使用外径12mm、内径8mm、厚度0.5mm的圆环状的不锈钢板。通过不锈钢制的固定金属件，将中间电极106固定在容器101上。通过将中间电极106固定在容器101和PEEK材料制作的部分，容器101和中间电极106就会电绝缘。
在容器101的顶部设置有对置电极107。在容器101的内部，作为对置电极107，设置有不锈钢制的针。不锈钢制的针的长度为3mm，直径的最粗部分为0.79mm，最细部分为0.5mm。将不锈钢制的针的前端研磨尖锐，使其可以有效地进行化学物质的回收。
对置电极107上设置有第2绝缘部307。作为第2绝缘布307，使用直径10mm、厚度3mm的特氟隆(注册商标)制的圆板。在第2绝缘部307的中心部设置有直径4mm、深度1mm的凹结构。
对置电极107的一端设置有第2冷却部108。对置电极107和第2冷却部108的接触面积为0.5mm2。第2冷却部108的大小为14mm×14mm×1mm。第2冷却部108的最大吸热为0.9W，最大温度差为69℃。第2冷却部108的冷却面被陶瓷材料包被。陶瓷材料由于在其表面具有凹凸或多孔体结构，所以能够有效地冷却接触的物体。
在第2冷却部108上设置有第2放热部308。作为第2放热部308，使用放热散热片。第2放热部308通过切削加工用铝制作。放热散热片的片数为6片，1片散热片的大小为16mm×15mm×1mm。在第2放热部308的附近，为了促进放热，设置有冷却风扇(KD1208PTB2-6，SUNON)。
在第2冷却部108和容器101之间设置有第2绝热部309。作为第2绝热部309，使用厚度1mm的橡胶膜。在橡胶膜的一部分上设置有用于使雾化电极105贯通的孔。孔的直径为1mm。
对置电极107和第2冷却部108之间涂布有热传导润滑脂(SCH-20，Sunhayato)。
在注入口102和排出口103上分别设置有阀112a和阀112b。作为阀112a和阀112b，使用球阀。
作为检测电极109，使用印刷碳糊而得到的电极。电极的大小为1.5mm×1.5mm。在支撑体110上设置有2个电极。作为支撑体110，使用聚苯乙烯膜。支撑体110的大小为长度25mm，宽6mm，厚度0.5mm。为了不与第2冷凝液206接触，由塑料膜包被配线402。使焊垫403露出。
液体检测部111组合了2种LED。作为发光部111a，使用白色LED(NSPW500CS，新光电子)。作为受光部111b，使用绿色LED(LP-5HGW4，LED LED PARADISE)。对置电极107和发光部111a之间的距离设为3mm。对置电极107和受光部111b的距离设为3mm。
接着，说明分析装置100的操作顺序。
<工序(b)>
从注入口102向容器101注入气体试样203。作为气体试样203，使用含有尿的挥发性成分的氮气。气体试样203的制备方法如下。首先，在玻璃制的样品瓶(容积15ml)中，填充采自小鼠的尿1mL。在玻璃制的样品瓶中，设置氮气入口和气体试样出口。从氮气入口以500sccm的流量导入氮气(纯度99.99％)，并吹入尿。此时，使氮气通过充填有100ml纯水的鼓泡器，使其含有水蒸气。从气体试样出口取出含有尿的挥发性成分的气体试样203。
向容器101注入气体试样203的速度为500sccm。
在把气体试样203注入容器101之前，在容器101的内部充满干燥氮气。
将剩余的气体试样203通过排出口103排出。
容器101的内部设为大气压。
<工序(c)>
通过热电元件将雾化电极105冷却至2℃。
在雾化电极105的外周面上，使热电元件运作5秒后，形成第1冷凝液204。在形成初期阶段，第1冷凝液204为直径10μm以下的液滴。随着时间延长液滴成长，雾化电极105的整个面被第1冷凝液204所覆盖。
<工序(d)>
将第1冷凝液204制成众多带电微粒205。第1冷凝液204的带电微粒化通过静电喷雾进行。在静电喷雾的初期阶段有发生电晕放电的情况，但在本发明的工序(d)中也包含该电晕放电。
带电微粒205的直径在2nm以上30nm以下。带电微粒205优选每一个单独地存在，但也可以多个结合。在本发明中，带电微粒205的形状没有限定。带电微粒205的形状可以是球形，可以是扁平状，也可以是纺锤形。
在雾化电极105和中间电极106之间，施加5kV的直流电压。雾化电极105作为阴极，将中间电极106作为GND电极(接地电极)使用。虽然将雾化电极105作为阳极，将中间电极106作为GND电极使用也能得到同样效果，但这种情况下工序(d)会比较不稳定。
雾化电极105的前端形成有称为泰勒锥的圆锥形水柱。含有化学物质202的众多带电微粒205从泰勒锥的前端被释放。
监控流过雾化电极105和中间电极106之间的电流。在过剩的电流流动时，中断雾化电极105和中间电极106之间的电压施加，或减少施加电压。
<工序(e)>
带电微粒205通过静电力被回收至对置电极107。相对于中间电极106，在对置电极107上施加+600V的电压。工序(e)与工序(b)、工序(c)和工序(d)同时进行。从带电微粒205的寿命的观点出发，优选开始工序(d)后，最迟在10分钟内进行工序(e)。
对置电极107的温度为2℃。通过冷却冷凝带电微粒205，得到第2冷凝液206。在开始工序(e)1分40秒后，在对置电极107中得到1.0μL的第2冷凝液206。可以将回收的带电微粒205冻结。也可以通过将冻结的带电微粒205解冻而制成第2冷凝液206。
<工序(f)>
通过液体检测部111检测对置电极107上的第2冷凝液206。在发光部111a上施加+3.0V。用数字电压计(ADVNTEST，TR6848)测量从受光部111b输出的电压。
图23表示通过液体检测部111检测第2冷凝液206得到的结果。图23所示的图表的纵轴表示从受光部111b输出的电压，即信号电压。随着第2冷凝液206的液体量增加，信号电压减少。根据图23，表示了通过液体检测部111可以检测出第2冷凝液206。
<工序(g)>
通过手动使检测电极109向与第2冷凝液206接触的位置移动。使检测电极109在水平方向直线前进。
图24表示使检测电极109向与第2冷凝液206接触的位置移动时的显微镜照片。第2冷凝液206和检测电极109接触的情况通过显微镜(KEYENCE公司制造，VH-6300)观察并拍照。在对置电极107和检测电极109之间保持着第2冷凝液206。使对置电极107、第2冷凝液206和检测电极109处于电连通的状态，并施加直流电压。
通过检测电极109检测出第2冷凝液206内含有的化学物质201。通过测定对置电极107和检测电极109之间的电流值的变化，检测出第2冷凝液206内含有的化学物质201。对置电极107的温度设为室温(22℃)。对置电极107的温度通过第2冷却部108，即热电元件逆运行，能够使其上升至74℃，也能够使第2冷凝液206挥发。对置电极107和检测电极109之间的电位相对于中间电极固定在0V。电阻的变化通过数字电压计(ADVANTEST，TR6848)测定。在检测电极109接触第2冷凝液206时，对置电极107和检测电极109间的电阻与接触前相比降低。
从上述说明可知，对于本领域技术人员而言，本发明的众多改良或其他的实施方式是显而易见的。因此，上述说明应该仅作为例示来解释，是以教给本领域技术人员实施本发明的最优方式为目的而提供的。不脱离本发明的精神，可以实质上改变其结构和/或功能的详细内容。
产业上的可利用性
本发明的化学物质分析方法可以用于生物体分子分析装置或大气污染物质分析装置这样的环境、食品、住宅、汽车或警备领域。本发明的化学物质分析方法也可以用于生活习惯病诊断装置、尿诊断装置、呼气诊断装置或压力测量计这样的医疗领域或卫生保健领域。
符号说明
100 分析装置
101 容器
102 注入口
103 排出口
104 冷却部
105 雾化电极
106 中间电极
107 对置电极
108 第2冷却部
109、109a、109b 检测电极
110 支撑体
111 液体检测部
111a 发光部
111b 受光部
112a、112b 阀
201 水蒸气
202、202a、202b、202c 化学物质
203 气体试样
204 第1冷凝液
205 带电微粒
206 第2冷凝液
301a、301b 电子式液体检测部
303 放热部
304 绝热部
305 绝缘部
307 第2绝缘部
308 第2放热部
309 第2绝热部
401 贯通孔
402 配线
407 旋转中心
408 对置电极
901 呼气分析装置
902 浓缩部件
903 回收槽
904 弯曲
905 流路结构体
906 静电喷雾装置

Claims (5)

1.一种使用分析装置检测气体试样中含有的化学物质的方法，其特征在于，包括以下的工序(a)～(h)：
准备所述分析装置的工序(a)，
这里，所述分析装置具备：
容器、
设置在所述容器中的注入气体试样的注入口、
设置在所述容器内部的雾化电极、
冷却所述雾化电极的冷却部、
设置在所述容器内部的对置电极、
配置在所述雾化电极和所述对置电极之间的中间电极、和
液体检测部，
所述气体试样还含有水蒸气；
从所述注入口向所述容器注入所述气体试样的工序(b)；
通过所述冷却部冷却所述雾化电极，在所述雾化电极的表面使所述气体试样冷凝成第1冷凝液的工序(c)；
使所述雾化电极和所述中间电极之间产生电位差，使所述第1冷凝液成为带电微粒的工序(d)；
使所述中间电极和所述对置电极之间产生电位差，在所述对置电极的表面回收所述带电微粒，成为第2冷凝液的工序(e)；
通过所述液体检测部检测出所述第2冷凝液具有预先规定的量以上的量的工序(f)；
将具备检测电极的支撑体插入所述容器内，使所述检测电极与所述第2冷凝液接触的工序(g)；以及
在所述对置电极和所述检测电极之间施加直流电压，根据产生的电流值检测所述化学物质的工序(h)。
2.如权利要求1所述的化学物质的检测方法，其特征在于：
所述分析装置具备冷却所述对置电极的第2冷却部，在所述工序(e)中，所述对置电极通过所述第2冷却部冷却到水蒸气的露点温度以下。
3.如权利要求1所述的化学物质的检测方法，其特征在于：
在所述工序(f)中，若检测到所述第2冷凝液具有预先规定的量以上的量，就停止所述工序(e)。
4.如权利要求1所述的化学物质的检测方法，其特征在于：
在停止所述工序(e)之后，进行所述工序(g)和(h)。
5.如权利要求1所述的化学物质的检测方法，其特征在于：
在所述工序(h)中，所述对置电极的电位与所述检测电极的电位相等。
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