JP2003194772A - サンプル液測定装置 - Google Patents
サンプル液測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 脂質二分子膜からなるセンサの交換作業を手
間や時間をかけることなく容易にできるサンプル液測定
装置の提供。 【解決手段】 サンプル液収容部と、基準液収容部と、
これらの各収容部内のサンプル液と基準液との両者に接
触して設けられた脂質二分子膜と、前記サンプル液収容
部内で前記サンプル液を液流として流動させるための機
構（または前記基準液収容部内で前記基準液を液流とし
て流動させるための機構）とを有してなり、前記サンプ
ル液と前記基準液との電位差を測定してサンプル液中の
溶解物を検出するためのサンプル液測定装置であって、
前記脂質二分子膜に洗浄液を噴出してこの脂質二分子膜
を破壊する機構と、前記脂質二分子膜が破壊された部位
に脂質二分子膜形成用の脂質を噴出して新たな脂質二分
子膜を成膜する機構とを具備していることを特徴とす
る、サンプル液測定装置。
間や時間をかけることなく容易にできるサンプル液測定
装置の提供。 【解決手段】 サンプル液収容部と、基準液収容部と、
これらの各収容部内のサンプル液と基準液との両者に接
触して設けられた脂質二分子膜と、前記サンプル液収容
部内で前記サンプル液を液流として流動させるための機
構（または前記基準液収容部内で前記基準液を液流とし
て流動させるための機構）とを有してなり、前記サンプ
ル液と前記基準液との電位差を測定してサンプル液中の
溶解物を検出するためのサンプル液測定装置であって、
前記脂質二分子膜に洗浄液を噴出してこの脂質二分子膜
を破壊する機構と、前記脂質二分子膜が破壊された部位
に脂質二分子膜形成用の脂質を噴出して新たな脂質二分
子膜を成膜する機構とを具備していることを特徴とす
る、サンプル液測定装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サンプル液の測定
装置に関するものである。さらに詳細には、本発明は、
脂質二分子膜からなるセンサによって毒物等を測定する
ことが可能なサンプル液測定装置に関するものである。
装置に関するものである。さらに詳細には、本発明は、
脂質二分子膜からなるセンサによって毒物等を測定する
ことが可能なサンプル液測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日我々を取り巻く環境には、生体に有
害である物質（広義の毒物）が多数存在している。例え
ば、水道水中のトリハロメタンや大気中のダイオキシン
などが念頭に浮かぶが、その他にも例数こそ少ないが、
シアンやカドミウムと言ったいわゆる毒物による水道原
水や地下水の汚染も時折新聞誌上を賑わしている。
害である物質（広義の毒物）が多数存在している。例え
ば、水道水中のトリハロメタンや大気中のダイオキシン
などが念頭に浮かぶが、その他にも例数こそ少ないが、
シアンやカドミウムと言ったいわゆる毒物による水道原
水や地下水の汚染も時折新聞誌上を賑わしている。
【０００３】こうした毒物の検出をリアルタイムで行う
ための装置としては、脂質二分子膜を用いたセンサデバ
イスが提案されている（第８図、特開平１１−５６３８
９号公報および特開２００１−９１４９４号公報等）。
一般に、このようなセンサデバイスは、複数の水槽を持
ち、その水槽隔壁の一部に毒物が作用できる脂質二分子
膜を用いたセンサ部を具備し、水槽隔壁をはさむ基準液
およびサンプル液の電位差を参照電極によって測定する
ことによって毒物をセンシングすることのできる仕組み
になっている。
ための装置としては、脂質二分子膜を用いたセンサデバ
イスが提案されている（第８図、特開平１１−５６３８
９号公報および特開２００１−９１４９４号公報等）。
一般に、このようなセンサデバイスは、複数の水槽を持
ち、その水槽隔壁の一部に毒物が作用できる脂質二分子
膜を用いたセンサ部を具備し、水槽隔壁をはさむ基準液
およびサンプル液の電位差を参照電極によって測定する
ことによって毒物をセンシングすることのできる仕組み
になっている。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】一般に、脂質二分子膜
は、物理的振動や静電気などの外力に対して不安定であ
ったり、長時間放置すると劣化したりすることが避けら
れず、その寿命も精々数日間程度という短いものであっ
た。
は、物理的振動や静電気などの外力に対して不安定であ
ったり、長時間放置すると劣化したりすることが避けら
れず、その寿命も精々数日間程度という短いものであっ
た。
【０００５】したがって、正確な測定を行うためには脂
質二分子膜を度々交換する必要があるが、従来の装置で
は装置からサンプル液あるいは基準液を排出する必要が
あったり、交換作業に手間や時間がかかるなどの問題点
があった。さらに、脂質二分子膜形成用の脂質は液体で
あるために取り扱いが困難であり、その脂質が含まれる
溶剤の回収なども容易に行えないという問題点があっ
た。
質二分子膜を度々交換する必要があるが、従来の装置で
は装置からサンプル液あるいは基準液を排出する必要が
あったり、交換作業に手間や時間がかかるなどの問題点
があった。さらに、脂質二分子膜形成用の脂質は液体で
あるために取り扱いが困難であり、その脂質が含まれる
溶剤の回収なども容易に行えないという問題点があっ
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するためになされたものであって、センサの安定
性、再現性を確保すると共に、その取り扱いを容易にす
る手段を提供するものであって、メンテナンスフリーで
かつリアルタイムで、サンプル液（例えば地下水）中の
溶解物（例えば毒物）の種類と量を決定することを可能
にする、サンプル液の測定装置に関するものである。
解決するためになされたものであって、センサの安定
性、再現性を確保すると共に、その取り扱いを容易にす
る手段を提供するものであって、メンテナンスフリーで
かつリアルタイムで、サンプル液（例えば地下水）中の
溶解物（例えば毒物）の種類と量を決定することを可能
にする、サンプル液の測定装置に関するものである。
【０００７】ここで、本発明によるサンプル液測定装置
は、サンプル液収容部と、基準液収容部と、これらの各
収容部内のサンプル液と基準液との両者に接触して設け
られた脂質二分子膜と、前記サンプル液収容部内で前記
サンプル液を液流として流動させるための機構とを有し
てなり、前記サンプル液と前記基準液との電位差を測定
してサンプル液中の溶解物を検出するためのサンプル液
測定装置であって、前記脂質二分子膜に洗浄液を噴出し
てこの脂質二分子膜を破壊する機構と、前記脂質二分子
膜が破壊された部位に脂質二分子膜形成用の脂質を噴出
して新たな脂質二分子膜を成膜する機構とを具備してい
ること、を特徴とするものである。
は、サンプル液収容部と、基準液収容部と、これらの各
収容部内のサンプル液と基準液との両者に接触して設け
られた脂質二分子膜と、前記サンプル液収容部内で前記
サンプル液を液流として流動させるための機構とを有し
てなり、前記サンプル液と前記基準液との電位差を測定
してサンプル液中の溶解物を検出するためのサンプル液
測定装置であって、前記脂質二分子膜に洗浄液を噴出し
てこの脂質二分子膜を破壊する機構と、前記脂質二分子
膜が破壊された部位に脂質二分子膜形成用の脂質を噴出
して新たな脂質二分子膜を成膜する機構とを具備してい
ること、を特徴とするものである。
【０００８】そして、もう一つの本発明によるサンプル
液測定装置は、サンプル液収容部と、基準液収容部と、
これらの各収容部内のサンプル液と基準液との両者に接
触して設けられた脂質二分子膜と、前記基準液収容部内
で前記基準液を液流として流動させるための機構とを有
してなり、前記サンプル液と前記基準液との電位差を測
定してサンプル液中の溶解物を検出するためのサンプル
液測定装置であって、前記脂質二分子膜に洗浄液を噴出
してこの脂質二分子膜を破壊する機構と、前記脂質二分
子膜が破壊された部位に脂質二分子膜形成用の脂質を噴
出して新たな脂質二分子膜を成膜する機構とを具備して
いること、を特徴とするものである。
液測定装置は、サンプル液収容部と、基準液収容部と、
これらの各収容部内のサンプル液と基準液との両者に接
触して設けられた脂質二分子膜と、前記基準液収容部内
で前記基準液を液流として流動させるための機構とを有
してなり、前記サンプル液と前記基準液との電位差を測
定してサンプル液中の溶解物を検出するためのサンプル
液測定装置であって、前記脂質二分子膜に洗浄液を噴出
してこの脂質二分子膜を破壊する機構と、前記脂質二分
子膜が破壊された部位に脂質二分子膜形成用の脂質を噴
出して新たな脂質二分子膜を成膜する機構とを具備して
いること、を特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例に
ついて図面を参照して説明する。図１は、本発明による
サンプル液測定装置の概要を模式的に示すものである。
図１において、１は脂質二分子膜であり、３はサンプル
液収容部であり、４は基準液収容部であり、５は隔壁で
ある。前記脂質二分子膜１は、隔壁５に開けられている
貫通孔に設けられており、サンプル液収容部３に収容さ
れたサンプル液と基準液収容部４に収容された基準液の
両者に接し、サンプル液と基準液とを隔てている。
ついて図面を参照して説明する。図１は、本発明による
サンプル液測定装置の概要を模式的に示すものである。
図１において、１は脂質二分子膜であり、３はサンプル
液収容部であり、４は基準液収容部であり、５は隔壁で
ある。前記脂質二分子膜１は、隔壁５に開けられている
貫通孔に設けられており、サンプル液収容部３に収容さ
れたサンプル液と基準液収容部４に収容された基準液の
両者に接し、サンプル液と基準液とを隔てている。
【００１０】サンプル液収容部３の内部には電極６が設
けられ、この電極６はサンプル液中に挿入されている。
同様に、基準液収容部４の内部には電極７が設置され、
この電極８は基準液中に挿入されている。これらの電極
６および電極７によって前記脂質二分子膜１によって隔
てられたサンプル液と基準液との間の電位差（即ち、膜
電位）が例えばエレクトロメータのような計測装置８に
よって測定できるようになっている。この計測装置８に
よって得られたデータは、記録計９によって記録するこ
とができる。
けられ、この電極６はサンプル液中に挿入されている。
同様に、基準液収容部４の内部には電極７が設置され、
この電極８は基準液中に挿入されている。これらの電極
６および電極７によって前記脂質二分子膜１によって隔
てられたサンプル液と基準液との間の電位差（即ち、膜
電位）が例えばエレクトロメータのような計測装置８に
よって測定できるようになっている。この計測装置８に
よって得られたデータは、記録計９によって記録するこ
とができる。
【００１１】２は、脂質二分子膜１を破壊する機構およ
び新たな脂質二分子膜を成膜する機構である（以下、こ
の「脂質二分子膜を破壊する機構」および「新たな脂質
二分子膜を成膜する機構」を総称して「機構２」という
場合がある）。この機構２は、複数の液噴出装置を備え
ていて、この液噴出装置から洗浄液および脂質二分子膜
形成液を噴出することによって、脂質二分子膜１の破
壊、新たな脂質二分子膜の成膜、および必要に応じて洗
浄が行われるようになっている。
び新たな脂質二分子膜を成膜する機構である（以下、こ
の「脂質二分子膜を破壊する機構」および「新たな脂質
二分子膜を成膜する機構」を総称して「機構２」という
場合がある）。この機構２は、複数の液噴出装置を備え
ていて、この液噴出装置から洗浄液および脂質二分子膜
形成液を噴出することによって、脂質二分子膜１の破
壊、新たな脂質二分子膜の成膜、および必要に応じて洗
浄が行われるようになっている。
【００１２】図１に具体的に示される本発明によるサン
プル液測定装置は「機構２」（即ち、脂質二分子膜を破
壊する機構および新たな脂質二分子膜を成膜する機構）
がサンプル液収容部３の内部に設けられているものであ
るが、この「機構２」は基準液収容部４の内部に設ける
ことができる。本発明によるもう一つのサンプル液測定
装置は、前記機構２が基準液収容部４の内部に設けられ
ているものである。
プル液測定装置は「機構２」（即ち、脂質二分子膜を破
壊する機構および新たな脂質二分子膜を成膜する機構）
がサンプル液収容部３の内部に設けられているものであ
るが、この「機構２」は基準液収容部４の内部に設ける
ことができる。本発明によるもう一つのサンプル液測定
装置は、前記機構２が基準液収容部４の内部に設けられ
ているものである。
【００１３】前記のサンプル液収容部３は、サンプル液
の注入および排出ができるように構成されている。サン
プル液の注入および排出は、例えばサンプル液収容部３
の壁面に少なくとも一つ設けられた流通口を介して行わ
れる。流通口からサンプル液をサンプル液収容部３に注
入し、サンプル液の測定を行った後、前記と同一または
異なる流通口から測定済みサンプル液の排出をすること
が可能である。本発明では、複数の流通口を設け、サン
プル液の注入口１０および排出口１１を設けることによ
って、サンプル液収容部３へのサンプル液の注入および
排出が同時にかつ連続的に行なわれるようにすることが
好ましい。図示されるように、サンプル液収容部４の下
部に注入口１０を設け、上部に排出口１１を設ければ、
脂質二分子膜１の周辺部にサンプル液の液流が生じて脂
質二分子膜１には連続的にサンプル液が接触するように
なる。このように、脂質二分子膜１にサンプル液を液流
として連続的に接触させるとともにサンプル液と基準液
との電位差を測定することによりサンプル液中の溶解物
を連続的に検出することが可能になる。
の注入および排出ができるように構成されている。サン
プル液の注入および排出は、例えばサンプル液収容部３
の壁面に少なくとも一つ設けられた流通口を介して行わ
れる。流通口からサンプル液をサンプル液収容部３に注
入し、サンプル液の測定を行った後、前記と同一または
異なる流通口から測定済みサンプル液の排出をすること
が可能である。本発明では、複数の流通口を設け、サン
プル液の注入口１０および排出口１１を設けることによ
って、サンプル液収容部３へのサンプル液の注入および
排出が同時にかつ連続的に行なわれるようにすることが
好ましい。図示されるように、サンプル液収容部４の下
部に注入口１０を設け、上部に排出口１１を設ければ、
脂質二分子膜１の周辺部にサンプル液の液流が生じて脂
質二分子膜１には連続的にサンプル液が接触するように
なる。このように、脂質二分子膜１にサンプル液を液流
として連続的に接触させるとともにサンプル液と基準液
との電位差を測定することによりサンプル液中の溶解物
を連続的に検出することが可能になる。
【００１４】一方、基準液収容部４も同様に基準液の注
入および排出ができるように構成することができ、好ま
しくは基準液を基準液収容部の下部に導入し基準液収容
部の上部から排出することによって、基準液収容部内部
に上昇する基準液の液流を生じさせることができる。前
記「機構２」（即ち、脂質二分子膜を破壊する機構およ
び新たな脂質二分子膜を成膜する機構）が基準液収容部
４の内部に設けられている場合、基準液収容部内部に上
昇する基準液の液流を生じさせることが好ましい。
入および排出ができるように構成することができ、好ま
しくは基準液を基準液収容部の下部に導入し基準液収容
部の上部から排出することによって、基準液収容部内部
に上昇する基準液の液流を生じさせることができる。前
記「機構２」（即ち、脂質二分子膜を破壊する機構およ
び新たな脂質二分子膜を成膜する機構）が基準液収容部
４の内部に設けられている場合、基準液収容部内部に上
昇する基準液の液流を生じさせることが好ましい。
【００１５】図２（ａ）および図２（ｂ）は、脂質二分
子膜１の破壊、形成および洗浄の概要を示すものであ
る。これらの図２（ａ）および図２（ｂ）に示される機
構２は、脂質二分子膜を破壊する機構（２ａ）としての
インクジェット様の洗浄液噴出装置と、新たな脂質二分
子膜を成膜する機構（２ｂ）としてのインクジェット様
の脂質二分子膜形成液噴出装置とからなっている。脂質
二分子膜１の破壊は、図２（ｂ）に示されるように、洗
浄液噴出装置から隔壁５の貫通孔に設けられた脂質二分
子膜１に向けて液を噴出することによって行うことがで
きる。また、新たな脂質二分子膜１の形成は、図２
（ａ）に示されるように、脂質二分子膜形成液噴出装置
から上記貫通孔に脂質二分子膜形成液を供給し、そこに
膜を形成させることによって行うことができる。
子膜１の破壊、形成および洗浄の概要を示すものであ
る。これらの図２（ａ）および図２（ｂ）に示される機
構２は、脂質二分子膜を破壊する機構（２ａ）としての
インクジェット様の洗浄液噴出装置と、新たな脂質二分
子膜を成膜する機構（２ｂ）としてのインクジェット様
の脂質二分子膜形成液噴出装置とからなっている。脂質
二分子膜１の破壊は、図２（ｂ）に示されるように、洗
浄液噴出装置から隔壁５の貫通孔に設けられた脂質二分
子膜１に向けて液を噴出することによって行うことがで
きる。また、新たな脂質二分子膜１の形成は、図２
（ａ）に示されるように、脂質二分子膜形成液噴出装置
から上記貫通孔に脂質二分子膜形成液を供給し、そこに
膜を形成させることによって行うことができる。
【００１６】また、脂質二分子膜１の破壊は、洗浄液噴
出装置からの洗浄液を脂質二分子膜１に接触させること
によって行うことができる。
出装置からの洗浄液を脂質二分子膜１に接触させること
によって行うことができる。
【００１７】脂質二分子膜１の破壊を行う際に使用され
る洗浄液は、脂質二分子膜形成用の脂質の溶解温度以上
の温度のものを使用することが好ましい。このことによ
って、脂質二分子膜１の破壊を短時間で確実に行うこと
ができる。洗浄液を脂質の溶解温度のものとするため
に、洗浄液噴出装置に例えば電熱線のような加熱装置
（図示せず）を設けることができる。
る洗浄液は、脂質二分子膜形成用の脂質の溶解温度以上
の温度のものを使用することが好ましい。このことによ
って、脂質二分子膜１の破壊を短時間で確実に行うこと
ができる。洗浄液を脂質の溶解温度のものとするため
に、洗浄液噴出装置に例えば電熱線のような加熱装置
（図示せず）を設けることができる。
【００１８】本発明において使用される脂質二分子膜１
は、サンプル液中の溶解物質の作用によって生じる脂質
二分子膜の何らかの変化（例えば、膜電位、電気容量、
イオン透過性、発光、発熱、吸熱・吸熱などの変化）を
利用して、サンプル液中の溶解物質の有無およびその濃
度を検出するものである。そのような脂質二分子膜とし
ては、実質的に脂質のみから構成される脂質二分子膜お
よび各種の蛋白質や糖などの分子を付着ないし配合した
脂質二分子膜等を例示することができる。脂質や蛋白
質、糖の種類や量並びに脂質二分子膜の作製方法などを
適宜選択することにより、測定目的ないしサンプル液等
の具体的内容に応じた各種のセンサを製造することがで
きる。
は、サンプル液中の溶解物質の作用によって生じる脂質
二分子膜の何らかの変化（例えば、膜電位、電気容量、
イオン透過性、発光、発熱、吸熱・吸熱などの変化）を
利用して、サンプル液中の溶解物質の有無およびその濃
度を検出するものである。そのような脂質二分子膜とし
ては、実質的に脂質のみから構成される脂質二分子膜お
よび各種の蛋白質や糖などの分子を付着ないし配合した
脂質二分子膜等を例示することができる。脂質や蛋白
質、糖の種類や量並びに脂質二分子膜の作製方法などを
適宜選択することにより、測定目的ないしサンプル液等
の具体的内容に応じた各種のセンサを製造することがで
きる。
【００１９】脂質二分子膜１からなるセンサ自体は従来
公知のものであり、本発明でも従来公知の数々の脂質二
分子膜をセンサとして利用することができる。本発明に
おいて好適な脂質二分子膜としては、モノオレイン、ト
リオレイン等の疑似脂質やリン脂質に抗体等の蛋白質や
糖を付着ないし配合したもの等を例示することができ
る。
公知のものであり、本発明でも従来公知の数々の脂質二
分子膜をセンサとして利用することができる。本発明に
おいて好適な脂質二分子膜としては、モノオレイン、ト
リオレイン等の疑似脂質やリン脂質に抗体等の蛋白質や
糖を付着ないし配合したもの等を例示することができ
る。
【００２０】また、本発明において使用される洗浄液
は、上記の脂質二分子膜１を破壊し、そして測定ないし
廃液処理等に際し実質的に悪影響を及ぼさないものであ
るならば任意のものを使用することができる。本発明に
おいて好適な洗浄液としては、例えばトリトンＸ−１０
０（商品名）などを例示することができる。サンプル液
の溶媒およびサンプル液自身あるいは基準液なども、場
合により洗浄液として利用可能である。一般に脂質二分
子膜は不安定で劣化しやすいものであって反応性の低下
や再現性が損なわれやすいものであるが、本発明によれ
ば脂質二分子膜１の交換を容易に行うことができる。
は、上記の脂質二分子膜１を破壊し、そして測定ないし
廃液処理等に際し実質的に悪影響を及ぼさないものであ
るならば任意のものを使用することができる。本発明に
おいて好適な洗浄液としては、例えばトリトンＸ−１０
０（商品名）などを例示することができる。サンプル液
の溶媒およびサンプル液自身あるいは基準液なども、場
合により洗浄液として利用可能である。一般に脂質二分
子膜は不安定で劣化しやすいものであって反応性の低下
や再現性が損なわれやすいものであるが、本発明によれ
ば脂質二分子膜１の交換を容易に行うことができる。
【００２１】脂質二分子膜１の破壊および洗浄は、一定
時間ごとあるいはサンプル液の測定の直前に行うことが
好ましい。また、脂質二分子膜１の交換（即ち、脂質二
分子膜１の破壊および形成）の必要まではないものの、
一部汚れたり感度その他の性能低下が確認または予測さ
れる場合には、機構２を利用して脂質二分子膜１を洗浄
することができる。
時間ごとあるいはサンプル液の測定の直前に行うことが
好ましい。また、脂質二分子膜１の交換（即ち、脂質二
分子膜１の破壊および形成）の必要まではないものの、
一部汚れたり感度その他の性能低下が確認または予測さ
れる場合には、機構２を利用して脂質二分子膜１を洗浄
することができる。
【００２２】図３は、機構２によって脂質二分子膜を強
制的に壊した後、形成し直したときの再現性を示すもの
である。横軸の「Ｉ」のとき脂質二分子膜の形成が行わ
れ、「Ｄ」のとき脂質二分子膜の破壊が行われた。この
図３に示されている通り、機構２によって交換した脂質
二分子膜は、膜電位が交換の後もほぼ一定の値を示して
いることから、再現性が確保されていることがわかる。
制的に壊した後、形成し直したときの再現性を示すもの
である。横軸の「Ｉ」のとき脂質二分子膜の形成が行わ
れ、「Ｄ」のとき脂質二分子膜の破壊が行われた。この
図３に示されている通り、機構２によって交換した脂質
二分子膜は、膜電位が交換の後もほぼ一定の値を示して
いることから、再現性が確保されていることがわかる。
【００２３】なお、脂質二分子膜１の形成、破壊および
サンプル液の測定は、該脂質二分子膜に応力が発生しな
いような状態で行うことが好ましい。例えば、図４
（ａ）に示されるように、サンプル液収容部３における
サンプル液と基準液収容部４における基準液との水頭を
ほぼ同じにして行うことが好ましい。図４（ｂ）に示さ
れるように、サンプル液収容部３におけるサンプル液と
基準液収容部４における基準液との水頭の位置が異なっ
て、脂質二分子膜１が接しているサンプル液と基準液と
の圧力差が過度であると、脂質二分子膜１の形成が困難
になったり破損する場合があるからである。
サンプル液の測定は、該脂質二分子膜に応力が発生しな
いような状態で行うことが好ましい。例えば、図４
（ａ）に示されるように、サンプル液収容部３における
サンプル液と基準液収容部４における基準液との水頭を
ほぼ同じにして行うことが好ましい。図４（ｂ）に示さ
れるように、サンプル液収容部３におけるサンプル液と
基準液収容部４における基準液との水頭の位置が異なっ
て、脂質二分子膜１が接しているサンプル液と基準液と
の圧力差が過度であると、脂質二分子膜１の形成が困難
になったり破損する場合があるからである。
【００２４】上記のような機構２は、サンプル液収容部
または基準液収容部において上昇する液流中に設置し
て、脂質二分子膜１の破壊および（または）洗浄が上昇
する液体流中で行われるようにすることが好ましい。通
常、脂質二分子膜形成用溶液および脂質二分子膜の破壊
物はサンプル液よりも比重が小さいが、このような場合
に破壊した脂質二分子膜の残骸や膜形成の際に生じた余
分の膜形成液ないし汚れた洗浄液が収容部の液表面へ浮
上するのが促進され、これらの系外への排出が容易にな
るからである。
または基準液収容部において上昇する液流中に設置し
て、脂質二分子膜１の破壊および（または）洗浄が上昇
する液体流中で行われるようにすることが好ましい。通
常、脂質二分子膜形成用溶液および脂質二分子膜の破壊
物はサンプル液よりも比重が小さいが、このような場合
に破壊した脂質二分子膜の残骸や膜形成の際に生じた余
分の膜形成液ないし汚れた洗浄液が収容部の液表面へ浮
上するのが促進され、これらの系外への排出が容易にな
るからである。
【００２５】上昇する液流は合目的的な任意の方法によ
って生じさせることができる。例えば、図１に示される
ように、サンプル液収容部３の下部に注入口１０を、上
部に排出口１１を設けて機構２の周囲のサンプル液を上
昇させることによって行うことができる。また、図５に
示されるように、サンプル液収容部３の内部にしきり板
１２等で流路を設け、機構２の周囲に上昇する液流を発
生させることもできる。このようにすれば、脂質二分子
膜形成液等はサンプル液が供給されるたびに常に機構２
および脂質二分子膜１の付近から排除されることにな
る。これによって脂質二分子膜１の清浄性が確保され
る。
って生じさせることができる。例えば、図１に示される
ように、サンプル液収容部３の下部に注入口１０を、上
部に排出口１１を設けて機構２の周囲のサンプル液を上
昇させることによって行うことができる。また、図５に
示されるように、サンプル液収容部３の内部にしきり板
１２等で流路を設け、機構２の周囲に上昇する液流を発
生させることもできる。このようにすれば、脂質二分子
膜形成液等はサンプル液が供給されるたびに常に機構２
および脂質二分子膜１の付近から排除されることにな
る。これによって脂質二分子膜１の清浄性が確保され
る。
【００２６】そして、機構２は、図１および図５に示さ
れるように、洗浄液および脂質二分子膜形成液が斜め上
方に放出されるように設置するのが好ましい。これによ
って、成膜の際に生じた余分の脂質二分子膜形成液およ
び汚れた洗浄液１３等の排出が促進されると共に、脂質
二分子膜１および機構２それ自体ならびにそれらの周辺
部の汚染が有効に防止される。
れるように、洗浄液および脂質二分子膜形成液が斜め上
方に放出されるように設置するのが好ましい。これによ
って、成膜の際に生じた余分の脂質二分子膜形成液およ
び汚れた洗浄液１３等の排出が促進されると共に、脂質
二分子膜１および機構２それ自体ならびにそれらの周辺
部の汚染が有効に防止される。
【００２７】図１において、サンプル液の表面部に浮上
した余分の脂質二分子膜形成液および汚れた洗浄液等１
３は、サンプル収容部３の排出口１１から排出される。
排出液は、必要に応じ、例えばフィルター１４等の分離
手段によって回収することができる。
した余分の脂質二分子膜形成液および汚れた洗浄液等１
３は、サンプル収容部３の排出口１１から排出される。
排出液は、必要に応じ、例えばフィルター１４等の分離
手段によって回収することができる。
【００２８】図６および図７は、本発明による測定装置
の好ましい一実施形態を示すものである。図６に示され
る測定装置において、脂質二分子膜からなるセンサは、
図中の２０の部位に形成される。「脂質二分子膜を破壊
する機構」における洗浄液噴出装置のノズル２１ａ、お
よび「新たな脂質二分子膜を成膜する機構」における脂
質二分子膜形成液噴出装置のノズル２１ｂは、センサ２
０に向かって挿入されている。一方、サンプル液は、ノ
ズル２２から供給され、ノズル２３よりオーバーフロー
するように構成されている。２４および２５は、電極で
ある。サンプル液は、脂質二分子膜の近傍に供給され、
しかもサンプル液収容部２６の容積が小さいためにセン
サ２０は敏感に反応する。このように、サンプル液収容
部２６の容積を小さく、配管を細くすることで、敏感な
センサデバイスを提供することができる。この図６で
は、センサデバイスにおけるサンプル液収容部２６と基
準液収容部２７とを４５度方向に対向させた態様が示さ
れているが、本発明によるセンサデバイスは、図７に示
すように１８０度対向させることも可能である。対向さ
せる角度は、センサデバイスの配置などから、応用の範
囲で変化させることができる。
の好ましい一実施形態を示すものである。図６に示され
る測定装置において、脂質二分子膜からなるセンサは、
図中の２０の部位に形成される。「脂質二分子膜を破壊
する機構」における洗浄液噴出装置のノズル２１ａ、お
よび「新たな脂質二分子膜を成膜する機構」における脂
質二分子膜形成液噴出装置のノズル２１ｂは、センサ２
０に向かって挿入されている。一方、サンプル液は、ノ
ズル２２から供給され、ノズル２３よりオーバーフロー
するように構成されている。２４および２５は、電極で
ある。サンプル液は、脂質二分子膜の近傍に供給され、
しかもサンプル液収容部２６の容積が小さいためにセン
サ２０は敏感に反応する。このように、サンプル液収容
部２６の容積を小さく、配管を細くすることで、敏感な
センサデバイスを提供することができる。この図６で
は、センサデバイスにおけるサンプル液収容部２６と基
準液収容部２７とを４５度方向に対向させた態様が示さ
れているが、本発明によるセンサデバイスは、図７に示
すように１８０度対向させることも可能である。対向さ
せる角度は、センサデバイスの配置などから、応用の範
囲で変化させることができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明では、脂質二分子膜からなるセン
サの交換作業を手間や時間をかけることなく容易に行う
ことができる。
サの交換作業を手間や時間をかけることなく容易に行う
ことができる。
【００３０】このような本発明によれば、メンテナンス
フリーでかつリアルタイムで、サンプル液の測定（例え
ば、広範囲の毒物検出）を行うことができる。
フリーでかつリアルタイムで、サンプル液の測定（例え
ば、広範囲の毒物検出）を行うことができる。
【図１】本発明によるサンプル液測定装置および方法の
概要を示す図。
概要を示す図。
【図２】本発明における脂質二分子膜の破壊、成膜およ
び洗浄の概要を示す図。
び洗浄の概要を示す図。
【図３】モノオレイン脂質からなる二分子膜の膜電位応
答性を示す図。
答性を示す図。
【図４】サンプル液収容部におけるサンプル液と基準液
収容部における基準液との水頭の差によって脂質二分子
膜にかかる応力発生を示す図。
収容部における基準液との水頭の差によって脂質二分子
膜にかかる応力発生を示す図。
【図５】本発明によるサンプル液測定方法および装置の
概要を示す図。
概要を示す図。
【図６】本発明によるサンプル液測定装置（４５度対向
型）の構造を示す図。
型）の構造を示す図。
【図７】本発明によるサンプル液測定装置（１８０度対
向型）の構造を示す図。
向型）の構造を示す図。
【図８】従来のサンプル液測定装置の概要を示す図。
１ 脂質二分子膜
２ａ 脂質二分子膜を破壊する機構
２ｂ 新たな脂質二分子膜を成膜する機構
３ サンプル液収容部
４ 基準液収容部
５ 隔壁
６、７ 電極
１０ サンプル液注入口
１１ サンプル液排出口
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 津久茂 嘉 明
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 工 藤 章
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 宮 本 浩 久
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 岩 崎 秀 夫
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 須 藤 肇
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
Ｆターム(参考） 2G052 AA06 AB22 AD46 CA03 CA04
CA18 CA29 FC01 FC12 FC15
FD06 GA23 JA04
Claims (7)
- 【請求項１】サンプル液収容部と、基準液収容部と、こ
れらの各収容部内のサンプル液と基準液との両者に接触
して設けられた脂質二分子膜と、前記サンプル液収容部
内で前記サンプル液を液流として流動させるための機構
とを有してなり、前記サンプル液と前記基準液との電位
差を測定してサンプル液中の溶解物を検出するためのサ
ンプル液測定装置であって、前記脂質二分子膜に洗浄液
を噴出してこの脂質二分子膜を破壊する機構と、前記脂
質二分子膜が破壊された部位に脂質二分子膜形成用の脂
質を噴出して新たな脂質二分子膜を成膜する機構とを具
備していることを特徴とするサンプル液測定装置。 - 【請求項２】前記サンプル液を液流として流動させるた
めの機構は、前記脂質二分子膜を破壊する機構によって
破壊された脂質二分子膜の断片ないしその溶解物ならび
に脂質二分子膜形成用の脂質を、前記脂質二分子膜を破
壊する機構および前記新たな脂質二分子膜を成膜する機
構の近傍から流去させるように構成されてなる請求項１
に記載にサンプル液測定装置。 - 【請求項３】サンプル液収容部と、基準液収容部と、こ
れらの各収容部内のサンプル液と基準液との両者に接触
して設けられた脂質二分子膜と、前記基準液収容部内で
前記基準液を液流として流動させるための機構とを有し
てなり、前記サンプル液と前記基準液との電位差を測定
してサンプル液中の溶解物を検出するためのサンプル液
測定装置であって、前記脂質二分子膜に洗浄液を噴出し
てこの脂質二分子膜を破壊する機構と、前記脂質二分子
膜が破壊された部位に脂質二分子膜形成用の脂質を噴出
して新たな脂質二分子膜を成膜する機構とを具備してい
ることを特徴とするサンプル液測定装置。 - 【請求項４】前記基準液を液流として流動させるための
機構は、前記脂質二分子膜を破壊する機構によって破壊
された脂質二分子膜の断片ないしその溶解物ならびに脂
質二分子膜形成用の脂質を、前記脂質二分子膜を破壊す
る機構および前記新たな脂質二分子膜を成膜する機構の
近傍から流去させるように構成されてなる請求項３に記
載にサンプル液測定装置。 - 【請求項５】脂質二分子膜の破壊を、脂質二分子膜形成
用の脂質の溶解温度以上の温度の洗浄液を使用して行
う、請求項１〜４のいずれか１項に記載のサンプル液測
定装置。 - 【請求項６】前記サンプル液収容部内で前記サンプル液
を液流として流動させるための機構は、サンプル液を前
記サンプル液収容部の下部に開口したサンプル液注入口
から圧入し前記サンプル液収容部の上部から排出するこ
とによって、前記脂質二分子膜を破壊する機構および前
記新たな脂質二分子膜を成膜する機構の近傍に上昇する
液流を生じさせるものである、請求項１または２に記載
のサンプル液測定装置。 - 【請求項７】前記基準液収容部内で前記基準液を液流と
して流動させるための機構は、基準液を前記基準液収容
部の下部に開口した基準液注入口から圧入し前記基準液
収容部の上部から排出することによって、前記脂質二分
子膜を破壊する機構および前記新たな脂質二分子膜を成
膜する機構の近傍に上昇する液流を生じさせるものであ
る、請求項３または４に記載のサンプル液測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001399366A JP3730567B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | サンプル液測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001399366A JP3730567B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | サンプル液測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003194772A true JP2003194772A (ja) | 2003-07-09 |
| JP3730567B2 JP3730567B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=27604431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001399366A Expired - Fee Related JP3730567B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | サンプル液測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3730567B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1327212C (zh) * | 2003-03-31 | 2007-07-18 | 株式会社东芝 | 样品液测定装置 |
| US7638092B2 (en) | 2004-09-17 | 2009-12-29 | Japan Science And Technology Agency | Artificial lipid bilayer membrane lipid substitution method, artificial lipid bilayer membrane obtained by using lipid substitution method, artificial lipid bilayer membrane formation device and ion permeation measuring device |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001399366A patent/JP3730567B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1327212C (zh) * | 2003-03-31 | 2007-07-18 | 株式会社东芝 | 样品液测定装置 |
| US7638092B2 (en) | 2004-09-17 | 2009-12-29 | Japan Science And Technology Agency | Artificial lipid bilayer membrane lipid substitution method, artificial lipid bilayer membrane obtained by using lipid substitution method, artificial lipid bilayer membrane formation device and ion permeation measuring device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3730567B2 (ja) | 2006-01-05 |
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