JP2001255296A

JP2001255296A - 匂い物質検出装置及び匂い物質検出方法

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Publication number: JP2001255296A
Application number: JP2000069551A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hayashi; 健司林
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2001-09-21
Anticipated expiration: 2020-03-13
Also published as: JP4298121B2

Abstract

(57)【要約】【課題】匂い物質に対する検出情報を簡単に増やすこと
ができる匂い物質検出方法及び装置を提供する。【解決手段】ポテンショスタット４により、作用電極１
と参照電極３との間の電圧が所望の電圧となるように、
作用電極１と対極２との間に電流を供給する。発振器５
により、ポテンショスタット４を制御して前記所望の電
圧を微小変化させ、デジボル６からの電圧の変化情報と
電流の変化情報とから作用電極１のインピーダンスをコ
ンピュータ７で算出し、前記インピーダンスに基づい
て、作用電極１表面のろ紙１０６に含まれる基準溶液８
に溶け込んだ匂い物質を検出する。該基準溶液８には、
溶剤、界面活性剤及び苦味物質のうちの少なくとも１つ
が含まれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、気体中に含まれ
ている匂い物質の検出方法及び装置に係り、特に、匂い
物質に関する検出情報を増やすことができる匂い物質の
検出方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の匂い物質検出装置を図１を用いて
説明する。電極は作用電極１、対極２と参照電極３の３
種類がある。前記作用電極１には基準溶液の層を生成す
る手段としてのろ紙が設けられている。前記基準溶液の
層を生成する手段、前記対極２及び前記参照電極３は基
準溶液８に浸漬される。前記基準溶液の層を生成する手
段が基準溶液８に浸漬されることで前記作用電極１の表
面には基準溶液の層が生成され、前記作用電極１も基準
溶液８に浸漬されることになる。気体中の匂い物質の検
出は、前記基準溶液の層に検出対象である匂い物質が溶
け込むように、該匂い物質を含む気体に前記基準溶液の
層を有する作用電極１を晒して行う。基準溶液８として
は、専ら、ＫＣｌの水溶液、例えば、３ｍＭＫＣｌ溶液
（３ｍｍｏｌ／ｌ塩化カリウム溶液）、１００ｍＭＫＣ
ｌ溶液が用いられる。

【０００３】ポテンショスタット４により、前記作用電
極１と前記参照電極３との間の電圧が所望の電圧となる
ように前記作用電極１と前記対極２との間に電流を供給
する。発振器５により、ポテンショスタット４を制御し
て前記所望の電圧を変化させる。その際の、前記所望の
電圧の値と前記電流の値は、デジボル（デジタルボルト
メータ）６またはロックインアンプ６から得る。コンピ
ュータ７により発振器５を制御し、また、コンピュータ
７によりデジボル６またはロックインアンプ６からの電
流電圧特性の情報によりインピーダンスを算出する。

【０００４】前記作用電極１と前記参照電極３との間の
電圧が所望の電圧となるようにすることで、作用電極１
の表面電位を所望の電位とする。そして、前記作用電極
１と前記参照電極３との間の電圧を所望の電圧の近傍で
微小変化させるように前記作用電極１と前記対極２との
間に供給する電流を制御する。すると、その電流の変化
分と電圧の変化分との関係は、前記作用電極１の表面に
生成された基準溶液の層に含まれる匂い物質の種類と匂
い物質の濃度に応じたものとなる。そのようにして得ら
れた電流電圧特性からインピーダンスを求めて匂い物質
の情報とする。

【０００５】前記所望の電圧を変化させて、作用電極１
の表面電位をマイナス、ゼロ、プラスと分極するように
走査し、各ポイント（電圧）毎に前述のようにしてイン
ピーダンスを求めれば、作用電極１の表面電位の状態の
広い範囲にわたって作用電極１と匂い物質間の相互作用
を調べることができる。事前に、検出したい匂い物質に
対する応答パターンをデータベースとして取っておき、
未知のサンプルに対する応答パターンとの類似性から、
未知のサンプル中にどの匂い物質が含まれているか推定
する。これは、液体クロマトグラフィーやガスクロマト
グラフィーの分析方法と基本的には同じである。違いは
検出方法であり、液体クロマトグラフィーやガスクロマ
トグラフィーは、物質の拡散スピードの違いの観点での
パターン認識であり、前述の匂い物質検出装置は、イオ
ン濃度変化と電極への吸着現象といった電極との相互作
用といった観点でのパターン認識（スペクトル分析）で
ある。

【０００６】安定で容易に作製可能な電極として、白金
線、金線、炭素棒、等がある。基板表面に化学修飾した
ものについては後に述べる。作用電極１の構成例を図３
に示す。アクリルの板１０１に直径１から３ｍｍの穴１
０２をあけ、電極材料（金属または、炭素棒）１０３を
埋め込み、アラルダイト等の接着剤１０４で防水加工が
してある。この電極材料１０３から導線１０５がでてお
り、この導線１０５が作用電極１の出力端子となる。図
３の例の作用電極１は、電極材料１０３の露出している
表面（電極表面）１０３ａを覆うようにろ紙を張りつけ
て基準溶液の層を生成する手段１０６としている。な
お、作用電極として金属を用いた場合、金属表面の形状
が感度と検出範囲に影響する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】匂い物質の種類と質の
数は非常に多く、匂い物質の検出には、その識別を可能
とする多くの情報が要求される。前述のような、作用電
極と匂い物質間の相互作用を調べることで匂い物質を検
出する匂い物質検出装置では、匂い物質の検出情報を増
やすためには、作用電極として電極の表面を化学修飾し
た修飾電極を用いる方法がある。匂い物質に対する応答
特性の異なる複数の修飾電極を用いればそれだけ情報が
増えることとなる。しかし、電極の化学修飾には手間が
掛かり、また、修飾電極の安定性、再現性などが問題と
なることが多いので、修飾電極の種類を増やすことだけ
で匂い物質の検出情報を増やすことには困難が伴う。こ
の発明の目的は、匂い物質に関する検出情報を簡単に増
やすことができる匂い物質の検出方法及び装置を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本願発明者は、基準溶液に作用電極表面の特性を
変化させる物質を添加することとした。言い換えれば、
作用電極表面に存在する基準溶液の組成を変化させるこ
とで応答プロファイルを変化させ、匂い物質に対する応
答性を変調させることとした。

【０００９】すなわち、本発明の請求項１の匂い物質検
出装置は、基準溶液に溶けた匂い物質を該基準溶液に浸
漬した表面分極制御型センサを用いて検出する匂い物質
検出装置において、前記基準溶液が溶剤、界面活性剤及
び苦味物質のうちの少なくとも１つを含んでいる。

【００１０】本発明の請求項２の匂い物質検出装置は、
基準溶液が収容された基準溶液部と、前記基準溶液に浸
漬された作用電極と、前記基準溶液に浸漬された対極
と、前記基準溶液に浸漬された参照電極と、前記作用電
極と前記参照電極との間の電圧が所望の電圧となるよう
に前記作用電極と前記対極との間に電流を供給する電流
供給手段とを備え、前記所望の電圧の値と前記電流の値
とから得られる前記作用電極のインピーダンスに基づい
て、前記基準溶液に溶けた匂い物質を検出する匂い物質
検出装置において、前記基準溶液が溶剤、界面活性剤及
び苦味物質のうちの少なくとも１つを含んでいる。

【００１１】本発明の請求項３の匂い物質検出装置は、
前記作用電極が、前記基準溶液に浸漬されて前記作用電
極の表面に前記基準溶液の層を生成する基準溶液層生成
手段を備えている。

【００１２】本発明の請求項４の匂い物質検出装置は、
基準溶液が収容された基準溶液部と、前記基準溶液に浸
漬された作用電極と、前記基準溶液に浸漬された対極
と、前記基準溶液に浸漬された参照電極と、前記作用電
極と前記参照電極との間の電圧が所望の電圧となるよう
に前記作用電極と前記対極との間に電流を供給する電流
供給手段と、前記作用電極に光を照射する光照射手段と
を備え、前記作用電極に光を照射したときとしないとき
の前記作用電極と前記参照電極間の電圧の変化値と前記
電流の変化値とから得られる前記作用電極のインピーダ
ンスに基づいて前記基準溶液に溶けた匂い物質を検出す
る匂い物質検出装置において、前記基準溶液が溶剤、界
面活性剤及び苦味物質のうちの少なくとも１つを含んで
いる。

【００１３】本発明の請求項５の匂い物質検出装置は、
前記作用電極が、前記基準溶液に浸漬されて前記作用電
極の表面に前記基準溶液の層を生成する基準溶液層生成
手段を備えている。

【００１４】本発明の請求項６の匂い物質検出方法は、
基準溶液に溶けた匂い物質を該基準溶液に浸漬した表面
分極制御型センサを用いて検出する匂い物質検出装置を
使用した匂い物質検出方法において、前記基準溶液とし
て組成の異なる複数種類の基準溶液を用いている。

【００１５】本発明の請求項７の匂い物質検出方法は、
基準溶液に溶けた匂い物質を該基準溶液に浸漬した表面
分極制御型センサを用いて検出する匂い物質検出装置を
使用した匂い物質検出方法において、前記基準溶液とし
て第１の基準溶液を用いて前記匂い物質に関する第１の
検出情報を得る段階と、前記基準溶液として前記第１の
基準溶液とは組成の異なる第２の基準溶液を用いて前記
匂い物質に関する第２の検出情報を得る段階とを含み、
前記第１の検出情報と第２の検出情報とに基づいて前記
気体中の匂い物質を検出する。

【００１６】本発明の請求項８の匂い物質検出方法は、
前記第１の基準溶液が溶剤、界面活性剤及び苦味物質
のうちの少なくとも１つを含み、前記第２の基準溶液が
前記第１の基準溶液が含むものとは異なる溶剤、界面活
性剤及び苦味物質のうちの少なくとも１つを含んでい
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
に示す。金属等から成る電極に電圧を印加して、その表
面電位をプラス、マイナス、ゼロとしたときのインピー
ダンスを情報とするセンサを表面分極制御型センサと呼
ぶ。本発明の匂い物質検出装置は、前記表面分極制御型
センサの電極を浸漬する基準溶液に特徴がある。装置の
構成、作用については従来の技術の説明で述べたことと
同じであるので、ここでは省略する。従来の技術の欄で
述べたように、従来は基準溶液として、専ら、ＫＣｌ水
溶液が用いられていた。本発明で用いる基準溶液は、水
に溶剤、界面活性剤及び苦味物質のうちの少なくとも１
つを含んでいる。有機溶剤や苦味物質のみを含ませる場
合は、ＫＣｌ等の電解質を加えた方が安定した測定がで
きる。溶剤、界面活性剤及び苦味物質の一例を表１に挙
げる。

【００１８】

【表１】

【００１９】第１の実施の形態の匂い物質検出装置を用
いて行った実験の結果を図４乃至図８に示す。図４はエ
タノールを匂い物質として実験した結果である。横軸は
作用電極の電位（作用電極−参照電極間の電圧）
（Ｖ）、縦軸は作用電極のインピーダンス（Ω）であ
る。基準溶液は１００ｍＭＫＣｌ溶液である。エタノー
ルの空気中の濃度は、２５％、５０％、７５％及び１０
０％の４種類であり、５％エタノール水溶液をバブリン
グすることで匂いを発生させ、無臭の空気との混合比を
変えることで匂い濃度を変化させている。０．０５Ｖス
テップで電極電位プロファイルを得ている。図４から分
かる通り、電極インピーダンスの電極電位プロファイル
は単純である。エタノールの空気中の濃度が高くなる
と、作用電極のインピーダンスも大きくなっている。

【００２０】図５は図４と同じくエタノールを匂い物質
として実験した結果である。横軸は作用電極の電位（作
用電極−参照電極間の電圧）（Ｖ）、縦軸は作用電極の
インピーダンス（Ω）である。基準溶液は１００ｍＭＫ
Ｃｌ溶液、１００ｍＭＫＣｌ溶液に界面活性剤の一種で
あるトリトンＸ−１００を加えた溶液及び１００ｍＭＫ
Ｃｌ溶液に溶剤の一種であるアセトンを加えた溶液であ
る。エタノールの空気中の濃度は１００％である。０．
１Ｖステップで電極電位プロファイルを得ている

【００２１】図６はベンズアルデヒドを匂い物質として
図５の実験と同様の実験をした結果である。横軸は作用
電極の電位（作用電極−参照電極間の電圧）（Ｖ）、縦
軸は作用電極のインピーダンス（Ω）である。基準溶液
は１００ｍＭＫＣｌ溶液、１００ｍＭＫＣｌ溶液に界面
活性剤の一種であるトリトンＸ−１００を加えた溶液及
び１００ｍＭＫＣｌ溶液に溶剤の一種であるアセトンを
加えた溶液である。ベンズアルデヒドの空気中の濃度は
１００％である。０．１Ｖステップで電極電位プロファ
イルを得ているなお、図５及び図６は図中に応答の標準
偏差も示している。

【００２２】図５及び図６から分かるように、エタノー
ルに対しては基準溶液の組成を変えても電極電位プロフ
ァイルはあまり変化しない。一方、ベンズアルデヒドに
対しては基準溶液の組成を変えると電極電位プロファイ
ルが変化する。エタノールのように親水性が強く主に水
酸基により白金電極と相互作用する物質は基準溶液の影
響は大きくは受けない。一方、アルコール類でも炭素鎖
が長くなると基準溶液により電極電位プロファイル（応
答パターン）が変化する。図に示したベンズアルデヒド
もそのような物質であり、香料など多くの疎水性の匂い
物質では基準溶液により情報を増やすことが可能であ
り、これは匂いセンサでは有効な方法であると言える。

【００２３】基準溶液に混合された物質は味物質の場合
と同じように表面に吸着すると考えられる。これは実質
的な電極の表面修飾に相当する。電極修飾は化学物質セ
ンシングでは応答特異性を変える有効な手段であるが一
般に、電極の化学修飾には手間が掛かり、また、修飾電
極の安定性、再現性などが問題となることが多い。本方
法は基準溶液に電極表面の特性を変化させる物質を添加
するだけで、容易にしかも安定に電極の特性を変化させ
ることができる。

【００２４】図７、図８は１２種類の様々な質を持つ匂
い物質への応答を主成分分析した結果を示す主成分マッ
プである。図７の横軸は第１主成分の電極インピーダン
スであり、縦軸は第２主成分の電極インピーダンスであ
る。また、図８の横軸は第２主成分の電極インピーダン
スであり、縦軸は第３主成分の電極インピーダンスであ
る。第１主成分、第２主成分、第３主成分はそれぞれ、
７４．０％、１５．３％、７．３％の寄与率を持ってい
る。図中、Ａ〜Ｌはそれぞれ、Ａ：エタノール、Ｂ：プ
ロパノール、Ｃ：ブタノール、Ｄ：フェニルエチルアル
コール、Ｅ：アセトン、Ｆ：メントン、Ｇ：βイオノ
ン、Ｈ：ベンズアルデヒド、Ｉ：シトラール、Ｊ：ベン
ゼン、Ｋ：クロロホルム、Ｌ：テトラヒドロフランであ
る。用いた応答データは図５及び図６の説明で述べた３
種類の基準溶液を用いた場合の電極インピーダンスの電
極電位プロファイルである。

【００２５】図から分かる通り、匂い物質は第２主成分
により親水性と疎水性に大きく分けられる。第３主成分
は匂いの質を反映しており軽質でどちらかと言えば良い
匂いの物質が第３主成分軸の中央付近に集まる。なお、
第１主成分は応答の大きさを反映しており、主成分分析
の結果として得られるサイズファクターとなっており質
を表す軸とはなっていない。この場合、第２主成分以降
の軸が質に関連するシェイプファクターである。

【００２６】図２は第２の実施の形態を示す構成図であ
る。第１の実施の形態との違いは、作用電極のインピー
ダンスを測定する手段として、光起電力を用いた点であ
る。図２に示すように、電極は作用電極１、対極２と参
照電極３の３種類がある。作用電極１は半導体であり、
ここでは、Ｐ型シリコン電極を用いた。これらの電極は
基準溶液部の基準溶液に浸漬される。前記基準溶液には
溶剤、界面活性剤及び苦味物質のうちの少なくとも１つ
が添加されている。第１の実施の形態の匂い物質検出装
置では、作用電極の表面に基準溶液の層を生成する基準
溶液層生成手段（ろ紙）を備えている。該基準溶液層生
成手段によって生成された基準溶液の層近傍の気体中に
ある匂い物質はが基準溶液の層に溶け込むので、作用電
極の表面近傍の基準溶液に溶け込んでいる匂い物質は比
較的濃度が高い。それにひきかえ、第２の実施の形態の
匂い物質検出装置では、作用電極が基準溶液の中に沈め
られているので、電極表面近傍まで検出対象の匂い物質
が達し難い。そこで、匂い物質を含む気体でバブリング
して、電極表面近傍の匂い物質の濃度を上げるようにし
ても良い。また、本実施の形態の匂い物質検出装置の作
用電極に基準溶液層生成手段（ろ紙）を備えて、電極表
面を基準溶液層で覆うようにすることもできる。反対
に、第１の実施の形態の匂い物質検出装置の作用電極を
本実施の形態の匂い物質検出装置の作用電極のように基
準溶液の中に沈めるかたちにすることもできる。

【００２７】ポテンショスタット４により、前記作用電
極１と前記参照電極３との間の電圧が所望の電圧となる
ように前記作用電極１と前記対極２との間に電流を供給
する。発振器５１により、ポテンショスタット４を制御
して前記所望の電圧を可変とする。その際の、前記所望
の電圧の値と前記電流の値は、デジボル６またはロック
インアンプ６から得る。作用電極１へ照射する光の光源
９として高輝度ＬＥＤ（ＬＥＤ：発光ダイオード）を用
いた。その高輝度ＬＥＤのオンオフ（交流）の制御を発
振器５２で行う。光を作用電極１に照射することで、光
起電力が発生し、このときの電流電圧特性からインピー
ダンスを求めることができる。コンピュータ７により発
振器５１を制御し、また、コンピュータ７によりデジボ
ル６またはロックインアンプ６からの情報によりインピ
ーダンスを算出する。

【００２８】前記作用電極１と前記参照電極３との間の
電圧が所望の電圧となるようにすることで、作用電極１
の表面電位を所望の電位とする。そして、光の照射をオ
ン・オフする。すると、光を照射したときとしないとき
の電流の変化分と電圧の変化分との関係は、前記作用電
極１、参照電極３、及び対極２が浸漬された基準溶液８
に含まれる匂い物質の種類と匂い物質の濃度に応じたも
のとなる。そのようにして得られた電流電圧特性からイ
ンピーダンスを求めて匂い物質の情報とする。前記所望
の電圧を変化させて、作用電極１の表面電位をマイナ
ス、ゼロ、プラスと分極するように走査し、各ポイント
（電圧）毎に前述のようにしてインピーダンスを求めれ
ば、作用電極１の表面電位の状態の広い範囲にわたって
作用電極１と匂い物質間の相互作用を調べることができ
る。

【００２９】作用電極がマイナスに分極した状態では陽
イオンが電極表面に引き寄せられ、プラスに分極した状
態では、陰イオンが電極表面に引き寄せられ、電極電位
がゼロ電荷点付近の中性の状態では、中性物質が吸着す
ると考えられる。このように、電極の分極状態を変化さ
せることで、作用電極と匂い物質の相互作用を変化さ
せ、匂い物質に関する情報量を増加し、匂い物質の検出
を行う。第１の実施の形態と第２の実施の形態の違いに
ついて述べる。第１の実施の形態では、作用電極のイン
ピーダンスを求める手段は、電気的に求めるので、出力
は被測定溶液の溶液抵抗を含む。第２の実施の形態で
は、光起電力を用いてインピーダンス測定をおこなって
いるため、出力には基準溶液の溶液抵抗は含まれない。

【００３０】作用電極は、金属、半導体または基板表面
に化学修飾された脂質膜等が利用でき、特に基板表面に
化学修飾された脂質膜について以下に述べる。その際の
化学修飾の方法として以下の４つが考えられる。

【００３１】電極表面に官能基を導入し、これに通常
の有機化学反応を用いて種々のセンサ用の両親媒性物質
または苦味物質を修飾させて製造する。表２に基板電極
となる電極の例を示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】チオール基（ＳＨ基）と疎水基を持つ分
子群の該チオール基を、金、白金等の電極上に修飾させ
て製造する。チオール基（ＳＨ基）と疎水基と官能基を持つ分子群
の該チオール基を、金、白金等の電極上に修飾させて製
造する。チオール基（ＳＨ基）と他の官能基の両方を持つ化合
物を用い、該チオールを金、白金等の電極上に修飾さ
せ、上記官能基と味覚センサ用脂質の官能基をそれぞれ
化学結合させて製造する。

【００３４】各々のセンサの構成を図９乃至図１１に示
す。図１２乃至図１４はセンサの構成を化学式を用いて
表したものである。特にチオール基（ＳＨ基）は、金、
白金と非常に強力に結合する。

【００３５】ただし、上記、、の構造では、セン
サの表面に疎水基が配向性良くしっかりと固定されてい
ると考えられる。

【００３６】また、上記の構造では、センサの表面に
親水基をむけ、内側に疎水基をむけた両親媒性物質がチ
オール基（ＳＨ基）を介して配向性良くしっかりと固定
されていると考えられる。これは、構造的には理想的な
脂質のモノレイヤであり、センサとして特性が非常に優
れている。また、チオール基（ＳＨ基）を介して電極に
固定されていて、有機溶剤で洗浄しても剥がれない。

【００３７】図１３及び図１４は実験用に製作したセン
サの模式図（断面図）である。図１３は金電極，メルカ
プトスルホン酸，ジオクタデシルメチルアンモニウムブ
ロマイドの構成となっており（以後Ａ膜と呼ぶ）、図１
４は金電極，ｎ−オクタデシルメルカプタンの構成とな
っている（以後Ｂ膜と呼ぶ）。

【００３８】センサの製作手順を次に示す。電極はφ
１．５ｍｍの金電極をアクリル板に穴をあけ詰め込んだ
ものを用いた。製作手順１．電極を蒸留水で洗浄する。２．電極の表面をエメリー紙（粗さ０．３μｍ）で研磨
する。３．電極を蒸留水で洗浄する。４．手順２．及び３．を３回繰り返す。５．電極の表面に触らないように注意して表面の水を吸
い取る。６．電極をエタノールで洗浄する。

【００３９】以下の手順はＡ膜とＢ膜とでは異なる。ま
ずＡ膜の手順を示す。７A. メルカプトスルホン酸をエタノール溶液に１００
ｍＭ溶かす。これを溶液Ａ１とする。８A. 溶液Ａ１に電極を１２時間漬ける。９A. ジオクタデシルメチルアンモニウムブロマイドを
エタノール溶液に２０ｍＭ溶かす。これを溶液Ａ２とす
る。１０A. 溶液Ａ１に電極を１２時間漬ける。１１A. 電極をエタノールで洗浄する。

【００４０】次にＢ膜の手順を示す。７B. ｎ−オクタデシルメルカプタンをエタノール溶液
に１ｍＭ溶かす。これを溶液Ｂ１とする。８B. 溶液Ｂ１に電極を２４時間漬ける。９B. 電極をエタノールで洗浄する。

【００４１】

【発明の効果】この発明の匂い物質検出装置は、基準溶
液に溶けた匂い物質を該基準溶液に浸漬した表面分極制
御型センサを用いて検出する匂い物質検出装置におい
て、基準溶液として作用電極表面の特性を変化させる物
質を添加したものを用いることとした。また、この発明
の匂い物質検出方法は、基準溶液に溶けた匂い物質を該
基準溶液に浸漬した表面分極制御型センサを用いて検出
する匂い物質検出装置を使用した匂い物質検出方法にお
いて、前記基準溶液として組成の異なる複数種類の基準
溶液を用いることとした。このようにしたから、匂い物
質に関する検出情報を簡単に増やすことができる匂い物
質の検出方法及び装置が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。

【図３】本発明に用いる作用電極の一例を示す構成図で
ある。

【図４】匂い物質検出装置で測定した、エタノールに対
する応答パターンを示す図である。

【図５】本発明の匂い物質検出装置で測定した、エタノ
ールに対する応答パターンを示す図である。

【図６】本発明の匂い物質検出装置で測定した、ベンズ
アルデヒドに対する応答パターンを示す図である。

【図７】本発明の匂い物質検出装置で測定した１２種類
の匂い物質に対する応答パターンを主成分分析した結果
に基づく主成分マップである。

【図８】本発明の匂い物質検出装置で測定した１２種類
の匂い物質に対する応答パターンを主成分分析した結果
に基づく主成分マップである。

【図９】基板電極に化学修飾された脂質膜の断面の模式
図である。

【図１０】基板電極に化学修飾された脂質膜の断面の模
式図である。

【図１１】基板電極に化学修飾された脂質膜の断面の模
式図である。

【図１２】基板電極に化学修飾された脂質膜を化学式で
表した断面の模式図である。

【図１３】基板電極に化学修飾された脂質膜を化学式で
表した断面の模式図である。

【図１４】基板電極に化学修飾された脂質膜を化学式で
表した断面の模式図である。

【符号の説明】

１作用電極２対極３参照電極４ポテンショスタット５発振器６デジボル（ロックインアンプ）７コンピュータ８基準溶液９光源５１発振器５２発振器８１基準溶液部９１定電流源１０１アクリルの板１０２穴１０３電極材料１０４接着剤１０５導線１０６ろ紙（基準溶液層生成手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林健司福岡県福岡市早良区祖原22番21号小嶋レジデンスＦターム(参考） 2G046 AA00 BA01 BB02 BC02 DC14 DC16 DC17 DC18 EB01 EB09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準溶液に溶けた匂い物質を該基準溶液に
浸漬した表面分極制御型センサを用いて検出する匂い物
質検出装置において、前記基準溶液が溶剤、界面活性剤及び苦味物質のうちの
少なくとも１つを含むことを特徴とする匂い物質検出装
置。
【請求項２】基準溶液が収容された基準溶液部（８１）
と、前記基準溶液に浸漬された作用電極（１）と、前記基準溶液に浸漬された対極（２）と、前記基準溶液に浸漬された参照電極（３）と、前記作用電極と前記参照電極との間の電圧が所望の電圧
となるように前記作用電極と前記対極との間に電流を供
給する電流供給手段（４，５）とを備え、前記所望の電圧の値と前記電流の値とから得られる前記
作用電極のインピーダンスに基づいて、前記基準溶液に
溶けた匂い物質を検出する匂い物質検出装置において、前記基準溶液が溶剤、界面活性剤及び苦味物質のうちの
少なくとも１つを含むことを特徴とする匂い物質検出装
置。
【請求項３】前記作用電極（１）が、前記基準溶液に浸
漬されて前記作用電極の表面に前記基準溶液の層を生成
する基準溶液層生成手段（１０６）を備えていることを
特徴とする請求項２記載の匂い物質検出装置。
【請求項４】基準溶液が収容された基準溶液部（８１）
と、前記基準溶液に浸漬された作用電極（１）と、前記基準溶液に浸漬された対極（２）と、前記基準溶液に浸漬された参照電極（３）と、前記作用電極と前記参照電極との間の電圧が所望の電圧
となるように前記作用電極と前記対極との間に電流を供
給する電流供給手段（４，５）と、前記作用電極に光を照射する光照射手段（９，９１）と
を備え、前記作用電極に光を照射したときとしないときの前記作
用電極と前記参照電極間の電圧の変化値と前記電流の変
化値とから得られる前記作用電極のインピーダンスに基
づいて前記基準溶液に溶けた匂い物質を検出する匂い物
質検出装置において、前記基準溶液が溶剤、界面活性剤及び苦味物質のうちの
少なくとも１つを含むことを特徴とする匂い物質検出装
置。
【請求項５】前記作用電極（１）が、前記基準溶液に浸
漬されて前記作用電極の表面に前記基準溶液の層を生成
する基準溶液層生成手段（１０６）を備えていることを
特徴とする請求項４記載の匂い物質検出装置。
【請求項６】基準溶液に溶けた匂い物質を該基準溶液に
浸漬した表面分極制御型センサを用いて検出する匂い物
質検出装置を使用した匂い物質検出方法において、前記基準溶液として組成の異なる複数種類の基準溶液を
用いることを特徴とする匂い物質検出方法。
【請求項７】基準溶液に溶けた匂い物質を該基準溶液に
浸漬した表面分極制御型センサを用いて検出する匂い物
質検出装置を使用した匂い物質検出方法において、前記基準溶液として第１の基準溶液を用いて前記匂い物
質に関する第１の検出情報を得る段階と、前記基準溶液として前記第１の基準溶液とは組成の異な
る第２の基準溶液を用いて前記匂い物質に関する第２の
検出情報を得る段階とを含み、前記第１の検出情報と第２の検出情報とに基づいて前記
気体中の匂い物質を検出することを特徴とする匂い物質
検出方法。
【請求項８】前記第１の基準溶液が溶剤、界面活性剤及
び苦味物質のうちの少なくとも１つを含み、前記第２の
基準溶液が前記第１の基準溶液が含むものとは異なる溶
剤、界面活性剤及び苦味物質のうちの少なくとも１つを
含んでいることを特徴とする請求項７記載の匂い物質検
出方法。