JP2009204589A - 揮発性成分又は浮遊成分可視化方法及び揮発性成分又は浮遊成分可視化システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】揮発性成分又は浮遊成分可視化方法は雰囲気中に含まれる揮発性成分又は浮遊成分を、該揮発性成分又は浮遊成分と反応する感応体と反応させ、前記揮発性成分又は浮遊成分と感応体との反応を可視化する、揮発性成分又は浮遊成分可視化方法であって、前記感応体が固定された担体10が空間的に配列されてなり、前記可視化が、担体に固定化された化学発光物質、蛍光物質又は色素の発色を検出するか、又は感応体の反応熱を検出することにより実施される。
【選択図】図1
Description
一方、匂い成分を検出するものとして、例えば、SnO2やZnO等の半導体材料を用いた匂いセンサが知られている。このようなセンサは、匂い成分が検知面に付着することにより、センサの物理的特性(例えば、電気抵抗)、化学的特性が変化することを利用したものである。例えば、特許文献1及び特許文献2には、精度を向上させた半導体を用いた匂いセンサが開示されている。しかしながら、このような半導体を用いた匂いセンサは選択性が低いという問題があった。
前記化学発光物質、蛍光物質又は色素としては、酵素反応又は抗体反応により産生されるか、酵素反応又は抗体反応により産生された物質と反応して発色するものが挙げられる。
前記担体としては柔軟な部材が挙げられる。
前記方法は、前記担体がミスト状に噴霧して用いられてもよい。
前記担体としては磁性粒子が挙げられる。
前記方法においては、担体に固定化された化学発光物質、蛍光物質又は色素の発色の検出を、CCDカメラにより撮影してもよい。
前記感応体としては、例えば酵素及び抗体が挙げられる。
前記化学発光物質、蛍光物質又は色素としては、酵素反応又は抗体反応により産生されるか、酵素反応又は抗体反応により産生された物質と反応して発色するものが挙げられる。
前記方法は、前記担体がミスト状に噴霧して用いられてもよい。
前記担体としては磁性粒子が挙げられる。
前記システムは、更にCCDカメラを含み、前記担体に固定化された化学発光物質、蛍光物質又は色素の発色の検出を、CCDカメラにより撮影するものであってもよい。
本発明の揮発性成分又は浮遊成分可視化方法は、雰囲気中に含まれる揮発性成分又は浮遊成分を、該揮発性成分又は浮遊成分と反応する感応体と反応させ、前記揮発性成分又は浮遊成分と感応体との反応を可視化する方法であり、前記感応体が固定化された担体が空間的に配列されてなり、前記可視化が、担体に固定化された化学発光物質、蛍光物質又は色素の発色を検出するか、又は感応体の反応熱若しくは反応の結果生ずる発煙を検出することにより実施される。
また、担体としては粒子状担体を用いてもよく、担体をミスト状に噴霧して用いることができるので、匂いの発生源に噴霧して揮発性成分又は浮遊成分を検出することができ、匂いがどの部位から発生しどのように流れているのかなどを検出することができる。
さらに担体には感応体を予め固定せず、中空糸膜などの管状の担体内に緩衝液に溶解した感応体を循環させても良い。
ここで、化学発光物質とは、化学反応により発光する物質であり、例えば、ルミノール、ロフィン、ルシゲニン等が挙げられる。ルミノールの場合で説明すると、例えば、エタノールを検出するための本発明の揮発性成分又は浮遊成分可視化方法において、エタノールがアルコールオキシダーゼの作用によりアセトアルデヒドと過酸化水素に分解され、生成した過酸化水素がルミノール及びOH−と反応して3−アミノフタル酸を生成する。このアミノフタル酸は電子励起状態で試製するため、発光が生じる。この発光を検出することにより、揮発性成分又は浮遊成分の検出が可能となる。
揮発性成分又は浮遊成分と反応する感応体、担体等については、前述した本発明の揮発性成分又は浮遊成分可視化方法と同様である。本発明の揮発性成分又は浮遊成分可視化システムにおける、発色する物質は、前述した本発明の揮発性成分又は浮遊成分可視化方法における、化学発光物質、蛍光物質又は色素であることを意味する。
また、本発明の揮発性成分又は浮遊成分可視化方法及び揮発性成分又は浮遊成分可視化システムにおいては、酵素等の感応体を用いているので、基質に特異的であり、揮発性成分又は浮遊成分に特異的なものとなる。
また、嗅覚障害者の補助装置としても用いられ得る。その他、その人独特の匂いを可視化することにより、個人認証としても使用可能である。この場合、DNA鑑定ではわからない部分に関しても、匂いにより、個人を特定することができる。
更に、本発明の揮発性成分又は浮遊成分可視化方法及び揮発性成分又は浮遊成分可視化システムは、薬物、化学捜査の分野においても有用である。例えば、ミスト状に噴霧し、爆薬の匂いが存在するかどうかを計測することにより、テロの防止等に有用である。
実施例1
酵素固定化担体の製造
アルコールオキシダーゼ(量:100μl)、ホースラデッシュペルオキシダーゼ(量:10mg)及びPVA−SbQ(量:1320mg)をリン酸緩衝液(pH:7.0、濃度:50mmol/l、量:560μl)に溶解し、ガーゼ(大きさ:10×10平方cm)に塗布し、4℃に2時間静置した後、紫外線(蛍光灯)を2時間照射し、PVA−SbQを架橋させることにより、酵素が固定化された膜を得た。
結果を図2に示す。図2は、エタノールガスを吹きかけた酵素固定化膜の発光した写真及びそのX軸及びY軸方向の強度を示す図である。図2に示すように、酵素固定化膜はエタノールガスを吹きかけた部位のみが発光したことがわかる。また、発光強度の経時変化を調べたグラフを図3に示す。エタノールガスは約20秒間吹きかけた。図3に示す。色の濃い部分がエタノールガスを吹きかけている時間を示す。図3に示すように、発光ピークは、吹きかけている時間よりもわずかに遅れるが、ほぼリアルタイムにエタノールガスを検出できることがわかる。エタノールガスを吹きかけるのを停止すると、発光強度は徐々に減少した。
エタノールガス濃度によって発光強度が変化するかどうかを調べた。実施例1と同様にして、エタノールガスを種々変化させて測定を行った。結果を図4に示す。図4は、種々の濃度のエタノールガスを吹きかけた場合の発光強度の経時変化を示すグラフである。図4に示すように、エタノールガスの濃度が高くなると発光強度が高くなることがわかった。このデータに従い、検量線を作成したのが図5のグラフである。図5において、横軸はエタノールガスの濃度、縦軸は発光強度の合計量を示す。図5より、エタノールガスの濃度が50〜1500ppmの範囲では発光強度が直線を示すことがわかった。
なお、図5に示す検量線は以下の式によって表され、相関係数は0.995であった。
発光強度=−11.77+0.45〔エタノール濃度(ppm)〕
実施例1で用いたのと同様の酵素固定化膜を用い、アルコール飲料を飲んだ人間(ビール、アルコール濃度:5.5%、500mL)が、直接酵素固定化膜に呼気を吹きかけ、その発光を観察した。図6に発光強度の経時変化を表わすグラフを示す。図5に示すように、飲酒30分後には、発光強度はかなり上昇しており、40分後にはピークに達した。その後、飲酒100分後には発光はほとんど消失した。また、飲酒40分後の呼気を吹きかけた際の画像を図7に示す。図7に示すように、発光は酵素固定膜のほぼ中央にのみ現れており、呼気を吹きかけた部位のみで発光していることがわかる。
6 ガス発生器 8 ガス流量コントローラ
10 担体 12 高感度CCDカメラ
14 コンピュータ 16 ビデオデコーダ
18 ディスプレイ
Claims (13)
- 雰囲気中に含まれる揮発性成分又は浮遊成分を、該揮発性成分又は浮遊成分と反応する感応体と反応させ、前記揮発性成分又は浮遊成分と感応体との反応を可視化する、揮発性成分又は浮遊成分可視化方法であって、
前記感応体が固定された担体が空間的に配列されてなり、
前記可視化が、担体に固定化された化学発光物質、蛍光物質若しくは色素の発色を検出すること、又は感応体の反応熱若しくは発煙を検出することにより実施される方法。 - 前記感応体が酵素又は抗体である、請求項1記載の方法。
- 前記化学発光物質、蛍光物質又は色素が、酵素反応又は抗体反応により産生されるか、酵素反応又は抗体反応により産生された物質と反応して発色するものである、請求項2記載の方法。
- 前記担体がミスト状に噴霧して用いられる、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
- 前記担体が磁性粒子である、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。
- 担体に固定化された化学発光物質、蛍光物質又は色素の発色の検出を、CCDカメラにより撮影する、請求項1〜5のいずれか1項記載の方法。
- 揮発性成分又は浮遊成分と反応する感応体と、揮発性成分又は浮遊成分が存在する場合に発色する物質とが固定化された担体を空間的に配列させてなる、揮発性成分又は浮遊成分可視化システム。
- 前記感応体が酵素又は抗体である、請求項7記載の揮発性成分又は浮遊成分可視化システム。
- 前記揮発性成分又は浮遊成分が存在する場合に発色する物質が、化学発光物質、蛍光物質又は色素である、請求項7又は8記載の揮発性成分又は浮遊成分可視化システム。
- 前記化学発光物質、蛍光物質又は色素が、酵素反応又は抗体反応により産生されるか、酵素反応又は抗体反応により産生された物質と反応して発色するものである、請求項7〜9のいずれか1項記載の揮発性成分又は浮遊成分可視化システム。
- 前記担体がミスト状に噴霧して用いられる、請求項7〜10のいずれか1項記載の揮発性成分又は浮遊成分可視化システム。
- 前記担体が磁性粒子である、請求項7〜11のいずれか1項記載の揮発性成分又は浮遊成分可視化システム。
- 更にCCDカメラを含み、前記担体に固定化された化学発光物質、蛍光物質又は色素の発色の検出を、CCDカメラにより撮影する、請求項7〜12のいずれか1項記載の揮発性成分又は浮遊成分可視化システム。
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JP2012058065A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Kyushu Univ | におい分布の画像化装置 |
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---|---|---|---|---|
JP2003250516A (ja) * | 2002-03-04 | 2003-09-09 | Rikei:Kk | バイオセンサ及びその製造方法 |
JP2007508566A (ja) * | 2003-10-16 | 2007-04-05 | キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド | 不快気息の可視指示装置 |
JP2007514952A (ja) * | 2003-12-16 | 2007-06-07 | キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド | 微生物の検出および定量 |
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