JP2002189016A - Thiol concentration measuring method and sensor used for the same - Google Patents

Thiol concentration measuring method and sensor used for the same

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JP2002189016A
JP2002189016A JP2000388772A JP2000388772A JP2002189016A JP 2002189016 A JP2002189016 A JP 2002189016A JP 2000388772 A JP2000388772 A JP 2000388772A JP 2000388772 A JP2000388772 A JP 2000388772A JP 2002189016 A JP2002189016 A JP 2002189016A
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diamond
thiol
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Japanese (ja)
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Akira Fujishima
嶋 昭 藤
Alexander Trick Donald
ドナルド、アレクサンダー、トリック
Supataaru Nikolae
ニコラエ、スパタール
Bengata Sarada Burusu
ブルス、ベンガタ、サラダ
Narasinga Rao Tata
タタ、ナラシンガ、ラオ
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SENTAN KAGAKU GIJUTSU INCUBATI
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SENTAN KAGAKU GIJUTSU INCUBATI
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method, capable of specifically and easily measuring the concentration of clinically or sitologically important thiol, in a short time. SOLUTION: The property of thiol, that it is electrochemically and specifically oxidized by a diamond electrode, is utilized. In other words, the diamond electrode with conductive diamond and a counter electrode are prepared, and a voltage for causing oxidation reaction on the diamond electrode is impressed between the diamond electrode and the counter electrode to measure a current value under the voltage. Through the use of a previously prepared calibration curve, the concentration of thiol in a test sample is computed from the current value obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の背景】発明の分野 本発明は、ダイヤモンド電極を用いた、チオールの濃度
測定法、およびそれに用いられるセンサ並びにそのため
の装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring thiol concentration using a diamond electrode, a sensor used for the method, and an apparatus therefor.

【0002】背景技術 ダイヤモンドは本来抵抗率が1013Ωcm程度の絶縁
材料であるが、微量不純物のドープにより導電性を獲得
する。この導電性ダイヤモンドには、種々の用途が期待
されている。その一つに電気化学用の電極としての利用
がある。導電性とされたダイヤモンドを電気化学用の電
極として見ると、広い電位窓を有し、かつバックグラウ
ンド電流が極めて小さいという優れた特長を有する。さ
らに、物理的、化学的に安定であり、耐久性に優れると
の特長もまた有する。導電性ダイヤモンド(好ましくは
その薄膜)を有する電極は、ダイヤモンド電極と一般的
に呼ばれるに至っている。
2. Description of the Related Art Diamond is originally an insulating material having a resistivity of about 10 13 Ωcm, but acquires conductivity by doping a trace amount of impurities. Various applications are expected for this conductive diamond. One of them is utilization as an electrode for electrochemical use. When diamond made conductive is used as an electrode for electrochemical use, it has the excellent features of having a wide potential window and extremely low background current. Furthermore, it also has features that it is physically and chemically stable and has excellent durability. Electrodes having conductive diamond (preferably a thin film thereof) have been commonly referred to as diamond electrodes.

【0003】ダイヤモンド電極に関する先駆的研究はIw
akiらによって行われた(Iwaki etal., Nuclear Instru
ments and Methods, 209-210, 1129(1983))。彼らは、
アルゴンや窒素イオンを打ち込んで表面導電性を付与し
た単結晶ダイヤモンドの電気伝導材料としての性質を研
究したものである。同時に、電解質溶液中におけるサイ
クリックボルタモグラムも示した。その後、ホットフィ
ラメントを用いて気相合成した多結晶ダイヤモンドの特
性が報告されている(Pleskov et al., J. Electroana
l. Chem., 228, 19(1993))。
[0003] Pioneering research on diamond electrodes was carried out by Iw.
(Iwaki etal., Nuclear Instru
ments and Methods, 209-210, 1129 (1983)). They are,
The purpose of this study was to study the properties of single-crystal diamond with surface conductivity by implanting argon or nitrogen ions as an electrically conductive material. At the same time, a cyclic voltammogram in the electrolyte solution was also shown. Subsequently, the properties of polycrystalline diamond synthesized by gas phase using hot filaments have been reported (Pleskov et al., J. Electroana
l. Chem., 228, 19 (1993)).

【0004】本発明者らの一部は、気相合成したダイヤ
モンド電極を用いて、窒素酸化物の還元について先に報
告した(Tenne et al., J. Electroanal. Chem., 347,
409(1993))。この研究では、ドーパントとしてホウ素
を導入したp型半導体ダイヤモンドを電極として使用し
た。その後、ダイヤモンド電極としては、ホウ素をドー
パントとするp型半導体またはより導電性の高い金属様
導電性ダイヤモンドの利用が主流となるに至る。199
0年代に入って、ダイヤモンド電極の研究が複数のグル
ープにより行われ、1995年以降は、気相合成よりも
大面積のダイヤモンド薄膜が得られるプラズマCVD
(PCVD)装置を用いて得られたダイヤモンド電極の
研究が、電気化学分野にも散見されるに至っている。
[0004] Some of the present inventors have previously reported the reduction of nitrogen oxides using a diamond electrode synthesized in the vapor phase (Tenne et al., J. Electroanal. Chem., 347,
409 (1993)). In this study, a p-type semiconductor diamond into which boron was introduced as a dopant was used as an electrode. After that, as a diamond electrode, the use of a p-type semiconductor using boron as a dopant or a metal-like conductive diamond having higher conductivity has become mainstream. 199
In the 0's, research on diamond electrodes was conducted by several groups, and since 1995, plasma CVD, which can obtain diamond thin films with a larger area than gas phase synthesis, has been performed.
Research on diamond electrodes obtained using (PCVD) equipment has also been found in the electrochemical field.

【0005】一方、システイン、ホモシステイン、グル
タチオンなどのチオールは、動植物体内で種々の生理学
的な機能を担っている。チオールの生体中または生体由
来の試料中あるいは食品中の存在量を簡便に知ることが
出来れば、医学薬学上または食品製造上極めて有意義な
ことである。
On the other hand, thiols such as cysteine, homocysteine, and glutathione have various physiological functions in animals and plants. If the amount of thiol in a living body or in a sample derived from a living body or in a food can be easily known, it is extremely significant in medicine and pharmacy or food production.

【0006】[0006]

【発明の概要】本発明者らは、今般、ダイヤモンド電極
がチオールに特異的に感応し、その酸化電位における電
流値から、その存在量を定量出来るとの知見を得た。本
発明はかかる知見に基づくものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have now found that a diamond electrode is specifically sensitive to thiol and its abundance can be quantified from the current value at its oxidation potential. The present invention is based on this finding.

【0007】従って、本発明は、チオールの濃度を特異
的かつ短時間で容易に測定可能な方法の提供をその目的
としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method capable of easily and specifically measuring the concentration of thiol in a short time.

【0008】また、本発明は、上記方法に用いられるセ
ンサおよびそのための装置の提供をその目的としてい
る。
It is another object of the present invention to provide a sensor used in the above method and an apparatus therefor.

【0009】そして、本発明の第一の態様によれば、被
験試料中のチオールの濃度測定法が提供され、その方法
は、導電性ダイヤモンドを有するダイヤモンド電極と、
対電極とを用意し、前記ダイヤモンド電極と、前記対電
極とを被験試料に接触させ、前記ダイヤモンド電極と、
前記対電極との間に、前記ダイヤモンド電極上で酸化反
応の生じる電圧を印加し、該電圧下における電流値を測
定し、得られた電流値から前記被験試料中の前記チオー
ルの濃度を算出することを含んでなるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the concentration of thiol in a test sample, the method comprising: a diamond electrode having conductive diamond;
Prepare a counter electrode, the diamond electrode, the counter electrode is brought into contact with a test sample, the diamond electrode,
Between the counter electrode, a voltage at which an oxidation reaction occurs on the diamond electrode is applied, a current value under the voltage is measured, and the concentration of the thiol in the test sample is calculated from the obtained current value. That is,

【0010】また本発明の別の態様によれば、上記測定
法に用いられるセンサが提供され、そのセンサは、導電
性ダイヤモンドを有するダイヤモンド電極からなるもの
である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a sensor for use in the above-mentioned measuring method, wherein the sensor comprises a diamond electrode having conductive diamond.

【0011】さらに、本発明の別の態様によれば、上記
測定法を実施するための装置が提供され、その装置は、
導電性ダイヤモンドを有するダイヤモンド電極と、対電
極と、前記ダイヤモンド電極と、対電極とを被験試料に
接触させる手段と、前記ダイヤモンド電極と、前記対電
極との間に、前記ダイヤモンド電極上で酸化反応の生じ
る電圧を印加する手段と、該印加電圧下における電流値
を測定する手段と、得られた電流値から前記被験試料中
の前記チオールの濃度を算出する手段とを少なくとも備
えてなるものである。
Further, according to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for performing the above-mentioned measuring method, the apparatus comprising:
A diamond electrode having conductive diamond, a counter electrode, a means for contacting the diamond electrode and the counter electrode with a test sample, and an oxidation reaction on the diamond electrode between the diamond electrode and the counter electrode. And a means for measuring a current value under the applied voltage, and a means for calculating the concentration of the thiol in the test sample from the obtained current value. .

【0012】[0012]

【発明の具体的説明】被検化合物 本発明による方法によれば、試料溶液中におけるチオー
ルの濃度を選択的に知ることが出来る。本発明者らは、
前記したように、導電性ダイヤモンド電極上において、
チオールが電気化学的に特異的に酸化されること、さら
には、導電性ダイヤモンドを作用電極とし、対電極との
間に生じる電流値が系内のチオールの濃度に正比例する
との関係も確認出来た。その結果、被験試料中のチオー
ルを定量的に検出することが可能となった。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Test Compound According to the method of the present invention, the concentration of thiol in a sample solution can be selectively known. We have:
As described above, on the conductive diamond electrode,
It was confirmed that the thiol was specifically oxidized electrochemically, and that the current generated between the conductive electrode and the counter electrode was directly proportional to the concentration of thiol in the system. . As a result, it was possible to quantitatively detect thiol in the test sample.

【0013】被験試料は、チオールが含まれていると考
えられる生体由来の血液、体液等、または食品もしくは
食品の希釈溶液または懸濁液であってよい。
[0013] The test sample may be blood, a body fluid or the like derived from a living body which is thought to contain thiol, or a food or a diluted solution or suspension of the food.

【0014】本発明による方法によって測定可能なチオ
ールの具体例としては、(L−)システイン、ホモシス
テイン、グルタチオン、メタイオニン、グルタミンシス
テイン、N−アセチルシステイン、カルボシステイン等
が挙げられる。
Specific examples of thiols that can be measured by the method according to the present invention include (L-) cysteine, homocysteine, glutathione, metaionine, glutamine cysteine, N-acetylcysteine, carbocysteine and the like.

【0015】とりわけ、システイン、特にL−システイ
ンは天然蛋白質に多く存在しており、その存在および機
能の多様さから、その濃度を短時間に、かつ簡便に測定
可能であることは極めて有意義である。
[0015] In particular, cysteine, especially L-cysteine, is abundant in natural proteins, and it is extremely significant that its concentration can be measured in a short time and simply because of its existence and various functions. .

【0016】ダイヤモンド電極およびその製造 ダイヤモンドは本来優れた絶縁体である。しかしなが
ら、3族や5族の不純物を添加することによって、半導
体〜金属様の導電性を示すようになる。本発明にあって
は、半導体〜金属様の導線性を示すダイヤモンドを電極
として使用する。
The diamond electrode and its production diamond are inherently excellent insulators. However, by adding a Group 3 or Group 5 impurity, the semiconductor or metal becomes conductive. In the present invention, diamond having a semiconductor-metal-like conductive property is used as an electrode.

【0017】このような導線性を付与するために添加さ
れる物質としては、上記の通り3族および5族の元素が
挙げられ、さらに好ましくはホウ素、窒素、リンが挙げ
られ、最も好ましくはホウ素または窒素である。この導
電性を付与するために添加される物質の添加量は、ダイ
ヤモンドに導電性を付与できる範囲で適宜決定されてよ
いが、例えば1×10−2〜10−6Ωcm程度の導電
性を与える量添加されることが好ましい。この導電性を
付与するために添加される物質の添加量は、導電性ダイ
ヤモンドの製造工程における添加量により制御されるこ
とが一般的である。
Examples of the substance added to impart such a conductive property include elements belonging to Groups 3 and 5 as described above, more preferably boron, nitrogen and phosphorus, and most preferably boron Or nitrogen. The amount of the substance added for imparting this conductivity may be appropriately determined within a range in which the conductivity can be imparted to diamond, and for example, a conductivity of about 1 × 10 −2 to 10 −6 Ωcm is provided. It is preferable to add in an amount. Generally, the amount of the substance added to impart the conductivity is controlled by the amount added in the process of producing the conductive diamond.

【0018】本発明によるダイヤモンド電極は、この導
線性ダイヤモンドを電極として用いたものである。この
ダイヤモンド電極は、電気化学反応を水中で行うと、酸
化反応として水の電気分解により酸素が発生せず、チオ
ールの酸化反応を特異的に生じさせるとの極めて興味深
い特性を有していた。この特性は、導電性ダイヤモンド
の表面状態にかかわらず発揮されるものと考えられる。
すなわち、後記するような化学気相成長法により、水素
ガスをキャリアとして用いて製造された何の処理もされ
ていない(as grown)ダイヤモンド薄膜の表面には、末
端炭素原子に水素原子が結合した状態に有ることが通常
であるが、この終端水素原子を他の原子に置換した導電
性ダイヤモンドによっても、チオールの酸化反応を特異
的に生じさせることが出来るものと考えられる。
The diamond electrode according to the present invention uses the conductive diamond as an electrode. This diamond electrode had an extremely interesting property that when an electrochemical reaction was performed in water, oxygen was not generated by water electrolysis as an oxidation reaction, and the thiol oxidation reaction was specifically caused. This characteristic is considered to be exhibited regardless of the surface state of the conductive diamond.
That is, a hydrogen atom was bonded to a terminal carbon atom on the surface of an untreated (as grown) diamond thin film manufactured using hydrogen gas as a carrier by a chemical vapor deposition method as described later. Although it is usually in a state, it is considered that a thiol oxidation reaction can also be specifically caused by conductive diamond in which this terminal hydrogen atom is replaced by another atom.

【0019】導電性ダイヤモンドそれ自体を基材の支持
によらず電極とすることも可能であるが、本発明の好ま
しい態様によれば、基材上に導線性ダイヤモンドの薄膜
を形成し、この薄膜に導線を接続させ、電極とすること
が好ましい。基材としては、Si(例えば、単結晶シリ
コン)、Mo、W、Nb、Ti、Fe、Au、Ni、Co、
Al、SiC、SiN、ZrO、MgO、黒
鉛、単結晶ダイヤモンド、cBN、石英ガラス等が挙げ
られ、特に単結晶シリコン、Mo、W、Nb、Ti、Si
C、単結晶ダイヤモンドの利用が好ましい。
Although it is possible to use the conductive diamond itself as an electrode instead of supporting the substrate, according to a preferred embodiment of the present invention, a conductive diamond thin film is formed on the substrate, It is preferable to connect a conducting wire to the electrode to form an electrode. As the base material, Si (for example, single crystal silicon), Mo, W, Nb, Ti, Fe, Au, Ni, Co,
Al 2 O 3 , SiC, Si 3 N 4 , ZrO 2 , MgO, graphite, single crystal diamond, cBN, quartz glass, etc., and particularly single crystal silicon, Mo, W, Nb, Ti, Si
C, the use of single crystal diamond is preferred.

【0020】この態様の電極を図1を用いて更に説明す
る。図1(a)は、ダイヤモンド電極1の断面図であ
り、この電極は、基材2の上に形成された導電性ダイヤ
モンド薄膜3とからなり、さらにこの導電性ダイヤモン
ド薄膜3には導線5が例えば金コーティング4を介して
接続される。図1(b)は、ダイヤモンド電極1の斜視
図であり、基材2の上に形成された導電性ダイヤモンド
薄膜3とからなり、さらにこの導電性ダイヤモンド薄膜
3を電極とするための金コーティング4を介して導線5
が接続される。
The electrode of this embodiment will be further described with reference to FIG. FIG. 1A is a cross-sectional view of a diamond electrode 1, which comprises a conductive diamond thin film 3 formed on a base material 2, and a conductive wire 5 on the conductive diamond thin film 3. For example, they are connected via a gold coating 4. FIG. 1B is a perspective view of the diamond electrode 1, comprising a conductive diamond thin film 3 formed on a substrate 2, and a gold coating 4 for using the conductive diamond thin film 3 as an electrode. Through the conductor 5
Is connected.

【0021】導電性ダイヤモンド薄膜の厚さは、特に限
定されないが、1〜100μm程度の厚さが好ましく、
より好ましくは5〜50μm程度である。
The thickness of the conductive diamond thin film is not particularly limited, but is preferably about 1 to 100 μm.
More preferably, it is about 5 to 50 μm.

【0022】さらに本発明の好ましい態様によれば、本
発明によるダイヤモンド電極は、マイクロ電極の形態を
とることが出来る。マイクロ電極の概念は既に公知であ
り、本発明においてマイクロ電極形態のダイヤモンド電
極とは、Pt等の細線の末端を鋭利に切断し、電解研磨
により末端をさらに鋭利にした後、その末端表面に導電
性ダイヤモンドの薄膜を形成した構成のものを意味す
る。
According to a further preferred embodiment of the present invention, the diamond electrode according to the present invention can take the form of a microelectrode. The concept of a microelectrode is already known. In the present invention, a diamond electrode in the form of a microelectrode is formed by sharply cutting the end of a fine wire such as Pt, further sharpening the end by electrolytic polishing, and then forming a conductive surface on the end surface. Means a structure in which a thin film of conductive diamond is formed.

【0023】本発明の好ましい態様によれば、導電性ダ
イヤモンド薄膜は、化学気相成長法により好ましく製造
される。化学気相成長法とは、気相中で気体原料を化学
反応させて物質を合成する方法であり、CVD(Chemic
al Vapor Deposition )法と一般に呼ばれる。この方法
は、半導体製造プロセスにおいて広く利用されており、
本発明における導電性ダイヤモンド薄膜の製造にも合目
的的な改変のもと利用可能である。
According to a preferred embodiment of the present invention, the conductive diamond thin film is preferably produced by a chemical vapor deposition method. The chemical vapor deposition method is a method of synthesizing a substance by chemically reacting a gaseous raw material in a gas phase.
al Vapor Deposition) method. This method is widely used in semiconductor manufacturing processes,
The present invention is also applicable to the production of the conductive diamond thin film with appropriate modification.

【0024】ダイヤモンドの化学気相合成は、メタンな
どの含炭素気体と水素を混合したものを原料気体とし
て、それを励起源により励起させ、基板上に供給して堆
積させることにより行われる。
The chemical vapor synthesis of diamond is carried out by using a mixture of a carbon-containing gas such as methane and hydrogen as a source gas, exciting the source gas by an excitation source, and supplying and depositing it on a substrate.

【0025】励起源としては、熱フィラメント、マイク
ロ波、高周波、直流グロー放電、直流アーク放電、燃焼
炎などが挙げられる。また、これらを複数組み合わせて
核生成密度を調整したり、大面積化や均一化をはかるこ
とも可能である。
Examples of the excitation source include a hot filament, microwave, high frequency, DC glow discharge, DC arc discharge, and combustion flame. It is also possible to adjust the nucleation density by combining a plurality of them, and to increase the area and uniformity.

【0026】原料としては、炭素の含まれている多くの
種類の、励起源により分解、励起されて、C、Cなど
の活性な炭素、およびCH、CH、CH、C
などの炭化水素ラジカルを生じさせる化合物を利用可能
である。好ましい具体例としては、気体としてCH
、C、C1016、CO、CF、液
体としてCHOH、COH、(CH
O、固体として黒鉛、フラーレンなどが挙げられる。
[0026] As a raw material, many types that contain a carbon, decomposition by the excitation source is excited, C, activated carbon, such as C 2, and CH, CH 2, CH 3, C 2 H 2
For example, compounds that generate hydrocarbon radicals can be used. Preferred specific examples include CH 4 as a gas,
C 2 H 2 , C 2 H 4 , C 10 H 16 , CO, CF 4 , CH 3 OH, C 2 H 5 OH, (CH 3 ) 2 C as a liquid
O, and solids such as graphite and fullerene.

【0027】気相合成法にあって、ダイヤモンドに導電
性を付与する物質の添加は、例えば添加物質のディスク
を系内に置き、炭素源原料と同様に励起させ、炭素気相
に添加物質を導入する方法、炭素源に予め添加物質を添
加し、系内に炭素源と共に導入し、励起源により励起
し、炭素気相に添加物質を導入する方法等により行うこ
とが出来る。本発明の好ましい態様によれば、後者の方
法が好ましい。とりわけ、炭素源としてアセトン、メタ
ノールなどの液体を用いる場合、これに酸化ボロン(B
)を溶解してボロン源とする方法が、ボロンの濃
度の制御が容易で、かつ簡便であることから好ましい。
例えば、気相合成法にあって、炭素源にホウ素を添加す
る場合、10〜12,000ppm程度が一般的であ
り、また1,000〜10,000ppm程度が好まし
い。
In the vapor phase synthesis method, the addition of a substance that imparts conductivity to diamond is performed, for example, by placing a disk of the additive substance in the system, exciting the carbon material in the same manner as the carbon source material, and adding the additive substance to the carbon vapor. It can be carried out by a method of adding an additive to a carbon source in advance, introducing the additive into the system together with the carbon source, exciting by an excitation source, and introducing the additive into the carbon gas phase. According to a preferred embodiment of the present invention, the latter method is preferred. In particular, when a liquid such as acetone or methanol is used as the carbon source, boron oxide (B
The method of dissolving 2 O 3 ) as a boron source is preferable because the control of the boron concentration is easy and simple.
For example, in the case of adding boron to a carbon source in a gas phase synthesis method, the amount is generally about 10 to 12,000 ppm, and preferably about 1,000 to 10,000 ppm.

【0028】本発明の好ましい態様によれば、導電性ダ
イヤモンド薄膜の製造はプラズマ化学気相合成法により
行われることが好ましい。このプラズマ化学気相合成法
は、化学反応を引き起こす活性化エネルギーが大きく、
反応が速いとの利点を有する。さらに、この方法によれ
ば、熱力学的に高温でなければ存在しない化学種を生成
して、低い温度での反応が可能となる。プラズマ化学気
相合成法による導電性ダイヤモンド薄膜の製造は、本発
明者らの一部を含めいくつかの報告が既にあり(例え
ば、Yano et al., J. Electrochem. Soc., 145(1998) 1
870)、これら報告に記載の方法に従って行うことが好
ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the production of the conductive diamond thin film is preferably performed by a plasma enhanced chemical vapor deposition method. This plasma-enhanced chemical vapor synthesis method has a large activation energy to cause a chemical reaction,
It has the advantage that the reaction is fast. Further, according to this method, a chemical species that does not exist unless it is thermodynamically high is generated, and the reaction can be performed at a low temperature. There have been several reports on the production of conductive diamond thin films by the plasma chemical vapor deposition method, including some of the present inventors (for example, Yano et al., J. Electrochem. Soc., 145 (1998)). 1
870), it is preferred to carry out the method described in these reports.

【0029】測定法およびそのための装置 本発明にあっては、導電性ダイヤモンドがチオールを電
気化学的に特異的に酸化し、導電性ダイヤモンドを作用
電極とし、対電極との間に生じる電流値が系内のチオー
ルの濃度に正比例するとの性質を利用して、被験試料中
のチオールを定量的に検出する。その測定は電流値を知
ることにより行われるため、測定時間は短くかつ簡便で
あり、本発明による方法は短時間の内に容易にチオール
濃度を知ることが出来る点で極めて有利である。
Measurement Method and Apparatus Therefor In the present invention, the conductive diamond electrochemically oxidizes thiol specifically, the conductive diamond is used as the working electrode, and the current value generated between the conductive diamond and the counter electrode is Utilizing the property of being directly proportional to the thiol concentration in the system, thiol in the test sample is quantitatively detected. Since the measurement is performed by knowing the current value, the measurement time is short and simple, and the method according to the present invention is extremely advantageous in that the thiol concentration can be easily known in a short time.

【0030】また、ダイヤモンド電極は、チオール以外
の化合物を酸化する可能性を有するが、チオールに極め
て特異的に感応する。従って、本発明による測定法は、
チオールのみを特異的に測定することを可能にする。チ
オールの混合物、さらにはダイヤモンド電極に反応しう
る物質が被験試料中に存在しているまたはその可能性が
ある場合には、液体クロマトグラフィーなどの前処理を
行い、チオールをダイヤモンド電極に応答性を有する他
の物質と峻別して、本発明による測定法に付することが
好ましいことは言うまでもない。
The diamond electrode has the possibility of oxidizing compounds other than thiol, but is very specifically sensitive to thiol. Therefore, the measurement method according to the present invention
This enables specific measurement of only thiol. If a mixture of thiols or a substance that can react with the diamond electrode is present in the test sample or is likely to be present, pretreatment such as liquid chromatography is performed to make the thiol respond to the diamond electrode. Needless to say, it is preferable to apply the measurement method according to the present invention separately from the other substances contained therein.

【0031】さらに、チオールはその種類ごとに酸化さ
れる電圧が異なる、すなわち後記するピーク電圧が異な
ることから、複数のチオールの峻別が、印可電圧の制御
により可能となる。
Furthermore, since the oxidized voltage of the thiol is different for each type, that is, the peak voltage described later is different, it is possible to distinguish a plurality of thiols by controlling the applied voltage.

【0032】また、本発明による測定法によれば、チオ
ールを約100nmol/l〜飽和濃度まで広い濃度範
囲で測定することが出来る。
According to the measuring method of the present invention, thiol can be measured in a wide concentration range from about 100 nmol / l to a saturated concentration.

【0033】本発明によるチオールの濃度測定法におい
て、チオールの定量のための電気化学的系は、導電性ダ
イヤモンドを作用電極とした以外は、一般的な電気化学
的な系であることが出来る。
In the method for measuring the concentration of thiol according to the present invention, the electrochemical system for quantifying thiol may be a general electrochemical system except that conductive diamond is used as a working electrode.

【0034】すなわち、本発明によるチオールの濃度測
定法にあっては、導電性ダイヤモンドを作用電極とし、
対電極とともに被験試料に接触させ、この二つの電極間
に、ダイヤモンド電極上で酸化反応の生じる電圧を印加
し、この電圧下における電流値を測定する。そして、こ
の得られた電流値から被験試料中のチオールの濃度を算
出する。上記したように、チオールの酸化により、導電
性ダイヤモンドと対電極との間に生じる電流値は、系内
のチオールの濃度に正比例する。従って、一旦ある電圧
値における電流値とチオールの濃度との関係を求めてお
けば、その関係から、得られた電流値に対応する被験試
料中のチオールの濃度を容易に知ることが出来る。すな
わち、本発明の好ましい態様にあっては、チオールの濃
度と電流値との検量線を予め作成しておき、この検量線
と、得られた電流値とを対比することにより、チオール
の濃度を知ることが出来る。
That is, in the method for measuring the concentration of thiol according to the present invention, conductive diamond is used as a working electrode,
The sample is brought into contact with the test sample together with the counter electrode, a voltage causing an oxidation reaction on the diamond electrode is applied between the two electrodes, and the current value under this voltage is measured. Then, the thiol concentration in the test sample is calculated from the obtained current value. As described above, the current value generated between the conductive diamond and the counter electrode due to oxidation of the thiol is directly proportional to the thiol concentration in the system. Therefore, once the relationship between the current value and the thiol concentration at a certain voltage value is determined, the thiol concentration in the test sample corresponding to the obtained current value can be easily known from the relationship. That is, in a preferred embodiment of the present invention, a calibration curve of the thiol concentration and the current value is prepared in advance, and the calibration curve is compared with the obtained current value to thereby determine the thiol concentration. You can know.

【0035】本発明において対電極としては、白金、炭
素、ステンレス、金、ダイヤモンド、SnO等の利用
が好ましい。
In the present invention, it is preferable to use platinum, carbon, stainless steel, gold, diamond, SnO 2 or the like as the counter electrode.

【0036】本発明において、作用電極であるダイヤモ
ンド電極と、対電極との間に印加される電圧は、ダイヤ
モンド電極上でチオールの酸化反応が生じるものであれ
ば限定されないが、測定効率および精度の観点から、こ
の印加電圧は、チオールの化合物の酸化のピーク電流を
与える電圧であることが好ましい。ここで、ピーク電流
とは、例えばサイクリックボルタンメトリーにより、最
大電流値を与える電圧として求めることが出来る。さら
に、本発明の別の好ましい態様によれば、最大電流値を
与える電圧は、回転電極法またはマイクロ電極法により
求めることが出来る。回転電極法またはマイクロ電極法
によれば、測定条件等による測定誤差の可能性をより排
除出来る点で有利である。
In the present invention, the voltage applied between the working electrode, the diamond electrode, and the counter electrode is not limited as long as a thiol oxidation reaction occurs on the diamond electrode. From the viewpoint, this applied voltage is preferably a voltage that gives a peak current of oxidation of the thiol compound. Here, the peak current can be determined as a voltage giving a maximum current value by, for example, cyclic voltammetry. Further, according to another preferred embodiment of the present invention, the voltage giving the maximum current value can be obtained by a rotating electrode method or a micro electrode method. The rotating electrode method or the micro electrode method is advantageous in that the possibility of a measurement error due to measurement conditions and the like can be further eliminated.

【0037】さらに、本発明の好ましい態様によれば、
参照電極を被験試料中に接触させ、ダイヤモンド電極
と、対電極との間に、ダイヤモンド電極上で酸化反応の
生じる電圧の絶対値を制御することが、測定精度の観点
から好ましい。参照電極は公知のものを利用することが
出来、標準水素電極、銀塩化銀電極、水銀塩化水銀電
極、水素パラジウム電極等が利用可能である。
Further, according to a preferred embodiment of the present invention,
It is preferable from the viewpoint of measurement accuracy that the reference electrode is brought into contact with the test sample and the absolute value of a voltage at which an oxidation reaction occurs on the diamond electrode is controlled between the diamond electrode and the counter electrode. As the reference electrode, a known electrode can be used, and a standard hydrogen electrode, a silver-silver chloride electrode, a mercury-mercury chloride electrode, a hydrogen-palladium electrode, or the like can be used.

【0038】本発明による測定方法において、電気化学
的系は、導電性ダイヤモンドを作用電極とした以外は、
一般的な電気化学的な系であることが出来るが、本発明
の好ましい態様によれば、所定の溶液を一定流速でキャ
リアとして系内を流し、そのキャリア溶液中に被験試料
を注入して測定を行う、フローセルを用いたフローイン
ジェクション法による測定が好ましい。
In the measuring method according to the present invention, the electrochemical system is the same as that of the first embodiment except that conductive diamond is used as a working electrode.
Although a general electrochemical system can be used, according to a preferred embodiment of the present invention, a predetermined solution is caused to flow through the system as a carrier at a constant flow rate, and a test sample is injected into the carrier solution and measured. And the measurement by a flow injection method using a flow cell is preferable.

【0039】フローセルを用いたフローインジェクショ
ン法の概略は図2(a)に示される通りである。フロー
セル21には、キャリア溶液溜6から、ポンプ7により
キャリア溶液が注入される。ポンプ7とフローセル21
との間には、被験試料注入口8が設けられ、キャリア溶
液に被験試料が注入可能とされる。フローセル21を通
過したキャリア溶液は、廃液溜9に集められる。
The outline of the flow injection method using the flow cell is as shown in FIG. The carrier solution is injected into the flow cell 21 from the carrier solution reservoir 6 by the pump 7. Pump 7 and flow cell 21
A test sample injection port 8 is provided between the two, and a test sample can be injected into the carrier solution. The carrier solution that has passed through the flow cell 21 is collected in the waste liquid reservoir 9.

【0040】フローセル21の基本構造は図2(b)に
示されるとおりである。フローセル21は、ダイヤモン
ド電極1、対電極22、および参照電極23が、キャリ
ア溶液および被験試料が流れる流路24内に露出され、
被験試料と接触出来るよう構成されている。ダイヤモン
ド電極21は、基本的に図1に示される構造を有し、図
1におけるダイヤモンド薄膜3が、流路24内に露出さ
れ、キャリア溶液および被験試料と接触する。キャリア
溶液は、流路24の流入口25から入り、図中の矢印の
ように流れ、流出口26に至る。ダイヤモンド電極1の
導線Aおよび対電極22の導線Bの間に、チオールをダ
イヤモンド電極1上で酸化を生じさせる電圧、好ましく
はピーク電流を生じさせる電圧を印加する。
The basic structure of the flow cell 21 is as shown in FIG. In the flow cell 21, the diamond electrode 1, the counter electrode 22, and the reference electrode 23 are exposed in a channel 24 through which the carrier solution and the test sample flow,
It is configured to be able to contact the test sample. The diamond electrode 21 basically has the structure shown in FIG. 1, and the diamond thin film 3 in FIG. 1 is exposed in the channel 24 and comes into contact with the carrier solution and the test sample. The carrier solution enters through the inlet 25 of the flow channel 24, flows as indicated by the arrow in the drawing, and reaches the outlet 26. Between the conductive wire A of the diamond electrode 1 and the conductive wire B of the counter electrode 22, a voltage for causing oxidation of thiol on the diamond electrode 1, preferably a voltage for generating a peak current, is applied.

【0041】測定は以下のように行われる。まず、被験
試料を注入しないキャリア溶液のみを流し、いわゆるバ
ックグラウンド電流を出来るだけ小さくし、かつ安定さ
せる。ダイヤモンド電極はバックグラウンド電流が小さ
いことを特長とする。次に、被験試料を被験試料注入口
8より注入する。この注入は継続して行われてもよい
が、ピーク電流を測定可能な程度の量を一時期に注入し
てもよい。チオールが被験試料中に含まれている場合、
チオールがダイヤモンド電極1上で酸化され、酸化反応
に伴う電流値が測定できる。この電流値より、チオール
の濃度を知る。
The measurement is performed as follows. First, only a carrier solution into which a test sample is not injected is caused to flow, so-called background current is made as small as possible and stabilized. Diamond electrodes are characterized by a low background current. Next, a test sample is injected from the test sample inlet 8. This injection may be performed continuously, but may be performed at a time in such an amount that the peak current can be measured. When thiol is contained in the test sample,
The thiol is oxidized on the diamond electrode 1, and the current value accompanying the oxidation reaction can be measured. From this current value, the thiol concentration is known.

【0042】本発明による測定法にあっては、被験試料
のpHは任意の特定の値に固定して測定に付されること
が好ましい。チオールの一部については、ピーク電流を
与える電圧のpH依存性は大きくないが、好ましい被験
試料のpHの範囲は5〜12程度であり、より好ましく
は7〜9の範囲である。
In the measurement method according to the present invention, it is preferable that the pH of the test sample is fixed to an arbitrary specific value before the measurement. For some thiols, the pH at which the peak current is applied does not have a large pH dependence, but the pH range of the test sample is preferably about 5 to 12, more preferably 7 to 9.

【0043】本発明の別の好ましい態様によれば、フロ
ーセル21におけるダイヤモンド電極1をマイクロ電極
の形態とすることも好ましい。また、本発明の別の好ま
しい態様によれば、ダイヤモンド電極1を回転電極とし
てもよい。
According to another preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the diamond electrode 1 in the flow cell 21 is in the form of a micro electrode. According to another preferred embodiment of the present invention, the diamond electrode 1 may be a rotating electrode.

【0044】以上の通り、本発明の別の態様によればチ
オールの濃度測定法が提供されるが、本発明の別の態様
によれば、導電性ダイヤモンドを有するダイヤモンド電
極からなる、チオールの濃度測定のためのセンサが提供
される。
As described above, according to another embodiment of the present invention, there is provided a method for measuring the concentration of thiol. According to another embodiment of the present invention, a method for measuring the concentration of thiol comprising a diamond electrode having conductive diamond. A sensor for measurement is provided.

【0045】さらに、本発明の別の態様によれば、被験
試料中のチオールの濃度を測定する装置が提供される。
この装置の基本構成は図3に示される通りである。図3
の装置において、電源・電流計31には、図2に記載の
フローセルより、ダイヤモンド電極1に接続される導線
A、対電極22に接続される導線B、および参照電極2
3に接続される導線Cが接続される。この電源・電流計
31は、ダイヤモンド電極と対電極との間にダイヤモン
ド電極上で酸化反応の生じる電圧を印加する手段と、こ
の印加電圧下における電流値を測定する手段とを兼ねる
ものである。すなわち、この電源・電流計31によっ
て、ダイヤモンド電極1および対電極22の間に、チオ
ールをダイヤモンド電極1上で酸化を生じさせる電圧、
好ましくはピーク電流を生じさせる電圧を印加し、さら
にチオールのダイヤモンド電極1上での酸化反応に伴う
電流値を測定する。この電流値は、電流値比較・濃度算
出装置32に送られる。この装置32には、検量線デー
タ33が送られ、この装置内において、電源・電流計3
1から送られた電流値と、検量線データを比較し、チオ
ールの濃度を算出する。すなわち、得られた電流値から
被験試料中の前記チオールの濃度を算出する手段を備え
る。得られたチオールの濃度は、表示装置34により表
示される。
Further, according to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring the concentration of thiol in a test sample.
The basic configuration of this device is as shown in FIG. FIG.
2, the power supply / ammeter 31 includes a lead A connected to the diamond electrode 1, a lead B connected to the counter electrode 22, and a reference electrode 2 from the flow cell shown in FIG.
3 is connected. The power supply / ammeter 31 serves as a means for applying a voltage at which an oxidation reaction occurs on the diamond electrode between the diamond electrode and the counter electrode, and a means for measuring a current value under the applied voltage. That is, the power / ammeter 31 applies a voltage between the diamond electrode 1 and the counter electrode 22 to cause oxidation of thiol on the diamond electrode 1,
Preferably, a voltage for generating a peak current is applied, and a current value accompanying the oxidation reaction of thiol on the diamond electrode 1 is measured. This current value is sent to the current value comparison / concentration calculation device 32. The calibration curve data 33 is sent to the device 32, and the power supply / ammeter 3
The current value sent from 1 is compared with the calibration curve data to calculate the thiol concentration. That is, a means for calculating the concentration of the thiol in the test sample from the obtained current value is provided. The obtained thiol concentration is displayed on the display device 34.

【0046】[0046]

【実施例】以下の実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0047】ダイヤモンド電極の調製 ダイヤモンド薄膜を、ASTeX社製、マイクロ波CV
D成膜装置を用い、マイクロ波プラズマアシストCVD
法により調製した。具体的には以下の通りである。
Preparation of Diamond Electrode A diamond thin film was prepared using a microwave CV manufactured by ASTeX.
Microwave plasma assisted CVD using D film forming equipment
It was prepared by the method. Specifically, it is as follows.

【0048】まず、シリコン基板(Si(100))の
表面を、0.5μmのダイヤモンド粉で研磨した後、C
VD成膜装置の基板ホルダにセットした。炭素源として
アセトンとメタノールとの混合物(混合比9:1(体積
比))を用いた。さらに、この混合物に酸化ホウ素(B
)を、ホウ素/炭素比で10,000ppmとな
る量溶解した。炭素源の混合物に純水素ガスを通し、溶
存気体と置換した。一方、チャンバー内に純水素ガスを
532cc/分の流速で流し、さらにその圧力を115
×torr(115×133.322Pa)とした。次に、
2.45GHzのマイクロ波をチャンバー内に注入し、
放電させ、出力が5KWとなるよう調製した。装置が安
定したことを確認した後、炭素源混合物にキャリアガス
として純水素ガスを15cc/分の流速で流し、チャン
バー内に導入し、成膜を行った。成膜速度は1〜4μm
/時であった。約30μmの厚さとなるまで成膜を行っ
た。基板の加熱は行わなかったが、定常状態において約
850〜950℃の温度となっていることが観察され
た。
First, the surface of a silicon substrate (Si (100)) was polished with 0.5 μm diamond powder,
It was set on the substrate holder of the VD film forming apparatus. A mixture of acetone and methanol (mixing ratio 9: 1 (volume ratio)) was used as a carbon source. Further, the mixture was added with boron oxide (B
2 O 3 ) was dissolved in an amount to give a boron / carbon ratio of 10,000 ppm. Pure hydrogen gas was passed through the mixture of carbon sources to replace the dissolved gas. On the other hand, pure hydrogen gas is flowed into the chamber at a flow rate of 532 cc / min.
× torr (115 × 133.322 Pa). next,
2.45 GHz microwave is injected into the chamber,
Discharge was performed to adjust the output to 5 KW. After confirming that the apparatus was stable, a pure hydrogen gas as a carrier gas was flowed at a flow rate of 15 cc / min into the carbon source mixture, and introduced into the chamber to form a film. Film formation speed is 1-4 μm
/ Hour. Film formation was performed until the thickness became about 30 μm. Although the substrate was not heated, it was observed that the temperature was about 850-950 ° C. in the steady state.

【0049】得られたダイヤモンド薄膜のラマンスペク
トルをとると、1333cm−1に単一ピークのみが観
察された。また、電気伝導度は約10−3Ωcm程度で
あり、0.5M硫酸中においてサイクリックボルタモグ
ラムを測定した結果、−1.25〜+2.3V(対SH
E)と、広い電位窓を有することが確認出来た。
When the Raman spectrum of the obtained diamond thin film was taken, only a single peak was observed at 1333 cm -1 . Further, the electric conductivity is about 10 −3 Ωcm, and as a result of measuring the cyclic voltammogram in 0.5 M sulfuric acid, −1.25 to +2.3 V (vs. SH)
E), it was confirmed to have a wide potential window.

【0050】ボルタンメトリー測定 ボルタンメトリー測定を、ガラスセル中において、Hoku
to Denko HA-502 ポテンショスタット、Hokuto Denko H
B-11ファンクションジェネレーター、およびRiken Dens
hi x-yレコーダーを用いて、室温にて行った。上記のよ
うにして得られたダイアモンド薄膜を有するダイヤモン
ド電極を作用電極(露出面積0.07cm )として用
い、また白金箔を対電極として用いた。参照電極とし
て、飽和カロメル電極(SCE)を用いた。
[0050]Voltammetry measurement Voltammetric measurements were performed in a glass cell on a Hoku
to Denko HA-502 potentiostat, Hokuto Denko H
B-11 Function Generator and Riken Dens
The test was performed at room temperature using a hi x-y recorder. Above
Diamond having diamond thin film obtained in this way
The working electrode (exposed area 0.07cm) 2) As for
A platinum foil was used as a counter electrode. As a reference electrode
A saturated calomel electrode (SCE) was used.

【0051】実験例1:ピーク電流値と濃度との関係 (a) L−システイン・塩酸塩・一水和物をWako社か
ら求め、Milli-Q水(Millipore)を用いて1〜1000μ
mol/lの濃度範囲で水溶液を調製した。なお、電解
質として0.5MKHCOを用い、pHは通常のガラ
ス電極を用いて測定した。
Experimental Example 1 : Relationship between peak current value and concentration (a) L-cysteine / hydrochloride / monohydrate was determined from Wako, and 1-1000 μm was obtained using Milli-Q water (Millipore).
An aqueous solution was prepared in a concentration range of mol / l. Incidentally, the 0.5MKHCO 3 used as the electrolyte, pH was measured using a conventional glass electrode.

【0052】(b) 全ての水溶液のpHを9とし、電
位掃引速度50〜20mVs−1の値としてボルタンメ
トリー測定を行い、ピーク電流の値を求めた。その結果
は、図4に示されるとおりであった。得られたピーク電
流値と、濃度との関係を調べると、原点を通る線形の関
係が得られた。1〜200μMの範囲において、最小二
乗法により得られた検量線:濃度I=α×システイン濃
度Mは、以下の通りである。
(B) The pH of all aqueous solutions was set to 9 and the potential sweep rate was set to a value of 50 to 20 mVs- 1 . Voltammetric measurement was performed to determine the value of the peak current. The result was as shown in FIG. When the relationship between the obtained peak current value and the concentration was examined, a linear relationship passing through the origin was obtained. The calibration curve obtained by the least square method in the range of 1 to 200 μM: concentration I = α × cysteine concentration M is as follows.

【0053】 濃度(μM) 電位掃引速度mVs -1 α(μA/μM) 1−10 50 0.020 10−100 20 0.012100−200 20 0.013 [0053] Concentration ([mu] M) potential sweep rate mVs -1 α (μA / μM) 1-10 50 0.020 10-100 20 0.012 100-200 20 0.013

【0054】(c) いくつかのシステイン濃度の溶液
に対して、5回測定を行い、ピーク電流値の再現性を、
ピーク電流値の偏差(%)として確認した。その結果
は、以下の通りであった。
(C) Measurement was performed five times for solutions with several cysteine concentrations, and the reproducibility of the peak current value was determined as follows:
It was confirmed as the deviation (%) of the peak current value. The results were as follows.

【0055】濃度(μM) 電位掃引速度(mVs -1 ) 平均ピーク電流値(μA) 偏差(%) 7 50 0.14 3.5 40 20 0.49 1.4 120 20 1.54 0.6 Concentration (μM) Potential sweep rate (mVs- 1 ) Average peak current value (μA) Deviation (%) 750 0.14 3.5 40 20 0.49 1.4 120 20 1.54 0.6

【0056】実験例2:ピーク電流値とpHのとの関係 1mMシステイン溶液について、種々のpH条件の下、
10mVs−1の掃引速度で陽極ボルタモグラフを記録
した。半ピーク電位のpHによる変化は、図5に示され
るとおりであった。pH8.6以上の場合、半ピーク電
位はほぼ一定であることから、アルカリ溶液中では半ピ
ーク電位はpHに依存しないことがわかる。
Experimental Example 2 : Relationship between peak current value and pH For 1 mM cysteine solution, under various pH conditions,
Anodic voltammography was recorded at a sweep rate of 10 mVs -1 . The change in the half-peak potential with pH was as shown in FIG. When the pH is 8.6 or higher, the half-peak potential is almost constant, indicating that the half-peak potential does not depend on pH in an alkaline solution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ダイヤモンド電極の構造を示す図であり、
(a)はダイヤモンド電極1の断面図であり、この電極
は、基材2の上に形成された導電性ダイヤモンド薄膜3
とからなる。(b)は、ダイヤモンド電極1の斜視図で
あり、基材2の上に形成された導電性ダイヤモンド薄膜
3とからなる。
FIG. 1 is a view showing a structure of a diamond electrode;
1A is a cross-sectional view of a diamond electrode 1. This electrode is a conductive diamond thin film 3 formed on a substrate 2. FIG.
Consists of (B) is a perspective view of the diamond electrode 1, which comprises a conductive diamond thin film 3 formed on a substrate 2.

【図2】本発明による測定法に用いられるフローセルの
基本構造を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a basic structure of a flow cell used for a measurement method according to the present invention.

【図3】本発明による測定装置の基本構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of a measuring device according to the present invention.

【図4】システイン濃度と、ピーク電流の値との検量線
である。
FIG. 4 is a calibration curve of cysteine concentration and peak current value.

【図5】1mMシステイン溶液の半ピーク電位のpHに
よる変化を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a change in half peak potential of a 1 mM cysteine solution depending on pH.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニコラエ、スパタール ルーマニア国77208、ブカレスト6、イン デペンデンタイ、エスプレ、202 (72)発明者 ブルス、ベンガタ、サラダ 東京都文京区本郷6−21−4−407 (72)発明者 タタ、ナラシンガ、ラオ 東京都文京区本郷6−21−4−407 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nicolae, Spatar 77208, Romania, Bucharest 6, Independentai, Espreh, 202 (72) Inventor Brus, Bengata, Salad 6-21-4-407 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo (72) Inventors Tata, Narasinga, Lao 6-21-4-407 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】チオールの濃度測定法であって:導電性ダ
イヤモンドを有するダイヤモンド電極と、対電極とを用
意し、 前記ダイヤモンド電極と、前記対電極とを被験試料に接
触させ、 前記ダイヤモンド電極と、前記対電極との間に、前記ダ
イヤモンド電極上で酸化反応の生じる電圧を印加し、該
電圧下における電流値を測定し、 得られた電流値から前記被験試料中のチオールの濃度を
算出することを含んでなる、方法。
1. A method for measuring the concentration of thiol, comprising: preparing a diamond electrode having conductive diamond, and a counter electrode; bringing the diamond electrode and the counter electrode into contact with a test sample; Applying a voltage at which an oxidation reaction occurs on the diamond electrode to the counter electrode, measuring a current value under the voltage, and calculating a thiol concentration in the test sample from the obtained current value. A method comprising:
【請求項2】前記ダイヤモンド電極が、3族または5族
の元素の混入により導電性とされたダイヤモンド薄膜を
有するものである、請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the diamond electrode has a diamond thin film made conductive by mixing a Group 3 or 5 element.
【請求項3】前記ダイヤモンド電極が、ホウ素、窒素、
およびリンからなる群から選択される一以上の元素の混
入により導電性とされたダイヤモンド薄膜を有するもの
である、請求項1に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the diamond electrode comprises boron, nitrogen,
The method according to claim 1, comprising a diamond thin film made conductive by mixing one or more elements selected from the group consisting of phosphorus and phosphorus.
【請求項4】前記チオールが、システイン、ホモシステ
イン、グルタチオン、グルタチオン、メタイオニン、グ
ルタミンシステイン、N−アセチルシステイン、または
カルボシステインである、請求項1〜3のいずれか一項
に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the thiol is cysteine, homocysteine, glutathione, glutathione, metaionine, glutamine cysteine, N-acetylcysteine, or carbocysteine.
【請求項5】得られた電流値から前記被験試料中の前記
チオールの濃度を算出する工程が、予め作成された前記
チオールの濃度と電流値との検量線と、得られた電流値
とを対比することにより行われる、請求項1〜4のいず
れか一項に記載の方法。
5. The step of calculating the concentration of the thiol in the test sample from the obtained current value includes the step of calculating a calibration curve of the thiol concentration and the current value prepared in advance and the obtained current value. The method according to claim 1, wherein the method is performed by comparing.
【請求項6】前記ダイヤモンド電極と、前記対電極との
間に、前記ダイヤモンド電極上で酸化反応の生じる電圧
が、ピーク電流を与える電圧である、請求項1〜5のい
ずれか一項に記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein a voltage at which an oxidation reaction occurs on the diamond electrode between the diamond electrode and the counter electrode is a voltage that gives a peak current. the method of.
【請求項7】参照電極を被験試料中に接触させ、前記ダ
イヤモンド電極と、前記対電極との間に、前記ダイヤモ
ンド電極上で酸化反応の生じる電圧の絶対値を制御する
ことをさらに含んでなる、請求項1〜6のいずれか一項
に記載の方法。
7. The method further comprises bringing a reference electrode into contact with a test sample, and controlling an absolute value of a voltage at which an oxidation reaction occurs on the diamond electrode between the diamond electrode and the counter electrode. The method according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】導電性ダイヤモンドを有するダイヤモンド
電極からなる、チオールの濃度測定のためのセンサ。
8. A sensor for measuring the concentration of thiol, comprising a diamond electrode having conductive diamond.
【請求項9】前記ダイヤモンド電極が、ホウ素の混入に
より導電性とされたダイヤモンド薄膜を有するものであ
る、請求項8に記載のセンサ。
9. The sensor according to claim 8, wherein the diamond electrode has a diamond thin film made conductive by mixing boron.
【請求項10】前記チオールが、システイン、ホモシス
テイン、グルタチオン、グルタチオン、メタイオニン、
グルタミンシステイン、N−アセチルシステイン、また
はカルボシステインである、請求項8または9に記載の
センサ。
10. The thiol is cysteine, homocysteine, glutathione, glutathione, metaionine,
10. The sensor according to claim 8, wherein the sensor is glutamine cysteine, N-acetylcysteine, or carbocysteine.
【請求項11】被験試料中のチオールの濃度を測定する
装置であって、 導電性ダイヤモンドを有するダイヤモンド電極と、 対電極と、 前記ダイヤモンド電極と、対電極とを被験試料に接触さ
せる手段と、 前記ダイヤモンド電極と、前記対電極との間に、前記ダ
イヤモンド電極上で酸化反応の生じる電圧を印加する手
段と、 該印加電圧下における電流値を測定する手段と、 得られた電流値から前記被験試料中の前記チオールの濃
度を算出する手段とを少なくとも備えてなる、装置。
11. An apparatus for measuring the concentration of thiol in a test sample, comprising: a diamond electrode having conductive diamond; a counter electrode; a means for bringing the diamond electrode and the counter electrode into contact with the test sample; A means for applying a voltage at which an oxidation reaction occurs on the diamond electrode between the diamond electrode and the counter electrode; a means for measuring a current value under the applied voltage; Means for calculating the concentration of the thiol in the sample.
【請求項12】参照電極を更に備えてなり、 該参照電極を被験試料中に接触させる手段と、 前記ダイヤモンド電極と、前記対電極との間に、前記ダ
イヤモンド電極上で酸化反応の生じる電圧の絶対値を制
御する手段とを備えてなる、請求項11に記載の装置。
12. A reference electrode, further comprising: a means for bringing the reference electrode into contact with a test sample; and a voltage for generating an oxidation reaction on the diamond electrode between the diamond electrode and the counter electrode. 12. The apparatus of claim 11, comprising means for controlling an absolute value.
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