JP2016161427A - Gel sensor - Google Patents

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Takashi Hiruma
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gel sensor that can easily identify changes with time of a specific stimulus.SOLUTION: The gel sensor includes: a plurality of cells divided by a barrier wall; and stimulus-responding gels in the cells, the cells having a width in a range from 30 μm to 1000 μm, both inclusive, and the height differences in the stimulus-responding gels in the cells being not smaller than 5.5 μm. The stimulus-responding gels are each made of a polymeric material with the crosslinked structure, a solvent, and fine particles with an average particle diameter in the range from 10nm to 1000nm, both inclusive.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ゲルセンサーに関する。   The present invention relates to a gel sensor.

所定の刺激に反応することにより、膨張、収縮して、体積や色調が変化する高分子ゲル(刺激応答性ゲル)は、医療機器や、光学素子材料等、幅広い分野への利用が期待されている(例えば、特許文献1参照)。   Polymer gels (stimulus responsive gels) that change volume and color by expanding and contracting in response to a specific stimulus are expected to be used in a wide range of fields such as medical devices and optical element materials. (For example, refer to Patent Document 1).

しかしながら、従来の刺激応答性ゲルを用いたゲルセンサーでは、所定の刺激の経時的変化を識別することが困難であった。   However, with a conventional gel sensor using a stimulus-responsive gel, it has been difficult to identify changes over time of a predetermined stimulus.

特許第4284642号公報Japanese Patent No. 4284642

本発明の目的は、所定の刺激の経時的な変化を容易に識別することが可能なゲルセンサーを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a gel sensor that can easily identify a change over time of a predetermined stimulus.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のゲルセンサーは、隔壁により分画された複数のセルと、
前記セル内に配置された刺激応答性ゲルと、を備え、
前記セルの幅が、30μm以上1000μm以下であり、
前記セル内での前記刺激応答性ゲルの高低差が、5.5μm以上であることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The gel sensor of the present invention comprises a plurality of cells fractionated by a partition,
A stimulus responsive gel disposed in the cell,
The width of the cell is 30 μm or more and 1000 μm or less,
The height difference of the stimulus-responsive gel in the cell is 5.5 μm or more.

これにより、所定の刺激の経時的な変化を容易に識別することが可能なゲルセンサーを提供することができる。   Accordingly, it is possible to provide a gel sensor that can easily identify a change over time of a predetermined stimulus.

本発明のゲルセンサーでは、表面が凸形状の前記刺激応答性ゲルが配置された前記セルを有するものであることが好ましい。   The gel sensor of the present invention preferably has the cell in which the stimulus-responsive gel having a convex surface is disposed.

本発明のゲルセンサーでは、前記表面が凸形状の前記刺激応答性ゲルの前記隔壁に対する接触角が110°以上であることが好ましい。   In the gel sensor of the present invention, it is preferable that a contact angle of the stimulus-responsive gel having a convex surface with respect to the partition wall is 110 ° or more.

本発明のゲルセンサーでは、表面が凹形状の前記刺激応答性ゲルが配置された前記セルを有するものであることが好ましい。   The gel sensor of the present invention preferably has the cell in which the stimulus-responsive gel having a concave surface is disposed.

本発明のゲルセンサーでは、前記表面が凹形状の前記刺激応答性ゲルの前記隔壁に対する接触角が70°以下であることが好ましい。   In the gel sensor of the present invention, the contact angle of the stimulation-responsive gel having a concave surface with respect to the partition wall is preferably 70 ° or less.

本発明のゲルセンサーでは、前記刺激応答性ゲルは、架橋構造を有する高分子材料と、溶媒と、平均粒子径が10nm以上1000nm以下の微粒子と、を含む材料で構成されたものであることが好ましい。   In the gel sensor of the present invention, the stimulus-responsive gel may be composed of a material including a polymer material having a crosslinked structure, a solvent, and fine particles having an average particle diameter of 10 nm to 1000 nm. preferable.

本発明のゲルセンサーでは、前記刺激応答性ゲルの検体が供給される面側に、所定の刺激を透過する機能を有する刺激透過性部材が設けられていることが好ましい。   In the gel sensor of the present invention, it is preferable that a stimulus-permeable member having a function of transmitting a predetermined stimulus is provided on the surface side to which the specimen of the stimulus-responsive gel is supplied.

本発明のゲルセンサーでは、前記刺激透過性部材は、半透膜であることが好ましい。
本発明のゲルセンサーでは、前記刺激応答性ゲルの検体が供給される面とは反対の面側に、前記検体を吸収する吸収部材が設けられていることが好ましい。
In the gel sensor of the present invention, it is preferable that the stimulus-permeable member is a semipermeable membrane.
In the gel sensor of the present invention, it is preferable that an absorption member that absorbs the sample is provided on the side opposite to the surface to which the sample of the stimulus-responsive gel is supplied.

第1実施形態のゲルセンサーを説明するための模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view for demonstrating the gel sensor of 1st Embodiment. 図1に示すゲルセンサーの模式的な平面図である。It is a typical top view of the gel sensor shown in FIG. 第1実施形態のゲルセンサーにおける刺激応答性ゲルの経時的な色変化を説明するための模式的な平面図であり、(a)は刺激を受け始めた直後の状態を示す図であり、(b)は刺激を受け始めてから中程度の時間が経過したときの状態を示す図であり、(c)は刺激を受け始めてから十分な時間が経過した後の状態を示す図である。It is a schematic top view for demonstrating the color change with time of the stimulus responsive gel in the gel sensor of 1st Embodiment, (a) is a figure which shows the state immediately after starting to receive a stimulus, ( (b) is a figure which shows a state when medium time has passed since it started receiving a stimulus, (c) is a figure which shows a state after sufficient time has passed since it started receiving a stimulus. 第2実施形態のゲルセンサーを説明するための模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view for demonstrating the gel sensor of 2nd Embodiment. 第2実施形態のゲルセンサーにおける刺激応答性ゲルの経時的な色変化を説明するための模式的な平面図であり、(a)は刺激を受け始めた直後の状態を示す図であり、(b)は刺激を受け始めてから中程度の時間が経過したときの状態を示す図であり、(c)は刺激を受け始めてから十分な時間が経過した後の状態を示す図である。It is a schematic top view for demonstrating the color change with time of the stimulus-responsive gel in the gel sensor of 2nd Embodiment, (a) is a figure which shows the state immediately after starting to receive a stimulus, (b) is a figure which shows a state when medium time has passed since it started receiving a stimulus, (c) is a figure which shows a state after sufficient time has passed since it started receiving a stimulus. 他の実施形態におけるゲルセンサーの模式的な平面図であり、(a)はセル(収容部)の平面視形状が六角形である場合の平面図であり、(b)はセル(収容部)の平面視形状が円形である場合の平面図である。It is a typical top view of the gel sensor in other embodiments, (a) is a top view in case the plane view shape of a cell (accommodating part) is a hexagon, (b) is a cell (accommodating part). It is a top view in case the planar view shape of this is circular.

以下、添付する図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

《ゲルセンサー》
以下、ゲルセンサーについて説明する。
《Gel sensor》
Hereinafter, the gel sensor will be described.

[第1実施形態]
まず、第1実施形態のゲルセンサーについて説明する。
[First Embodiment]
First, the gel sensor of the first embodiment will be described.

図1は、第1実施形態のゲルセンサーを説明するための模式的な縦断面図、図2は、図1に示すゲルセンサーの模式的な平面図、図3は、第1実施形態のゲルセンサーにおける刺激応答性ゲルの経時的な色変化を説明するための模式的な平面図である。図3の(a)は刺激を受け始めた直後の状態を示す図であり、(b)は刺激を受け始めてから中程度の時間が経過したときの状態を示す図であり、(c)は刺激を受け始めてから十分な時間が経過した後の状態を示す図である。図3中、斜線部は、所定の刺激により色調が変化した部位を示す。また、例えば、t1<t2<t3の関係を満足するものとした場合、図3中の(a)は、刺激を受け始めてからt1秒後の状態を示すものであり、図3中の(b)は、刺激を受け始めてからt2秒後の状態を示すものであり、図3中の(c)は、刺激を受け始めてからt3秒後の状態を示すものである。なお、以下の説明では、図1中の上側を観察者側(視点側)、図1中の下側を検体が供給される側である場合について中心的に説明する(後に説明する図4についても同様)。   1 is a schematic longitudinal sectional view for explaining the gel sensor of the first embodiment, FIG. 2 is a schematic plan view of the gel sensor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a gel of the first embodiment. It is a schematic top view for demonstrating the color change with time of the stimulus responsive gel in a sensor. (A) of FIG. 3 is a diagram showing a state immediately after starting to receive a stimulus, (b) is a diagram showing a state when an intermediate time has elapsed since the start of receiving a stimulus, and (c) It is a figure which shows the state after sufficient time passed after starting to receive a stimulus. In FIG. 3, the hatched portion indicates a portion whose color tone has changed due to a predetermined stimulus. Further, for example, assuming that the relationship of t1 <t2 <t3 is satisfied, (a) in FIG. 3 shows a state after t1 seconds from the start of stimulation, and (b) in FIG. ) Shows a state after t2 seconds after starting to receive the stimulus, and (c) in FIG. 3 shows a state after t3 seconds after starting to receive the stimulus. In the following description, the case where the upper side in FIG. 1 is the observer side (viewpoint side) and the lower side in FIG. 1 is the side to which the specimen is supplied will be mainly described (about FIG. 4 described later). The same).

ゲルセンサー10は、刺激応答性ゲル1と、刺激応答性ゲル1を収容する収容部材2とを備えている。   The gel sensor 10 includes a stimulus-responsive gel 1 and a housing member 2 that houses the stimulus-responsive gel 1.

刺激応答性ゲル1は、所定の刺激に反応することにより、膨張および収縮の少なくとも一方の反応をするものである。   The stimulus-responsive gel 1 reacts at least one of expansion and contraction by responding to a predetermined stimulus.

刺激応答性ゲル1が反応する所定の刺激は、刺激応答性ゲルの構成材料等により異なるが、例えば、タンパク質、糖、尿酸、乳酸、各種ホルモン、各種イオン物質、各種金属等の各種物質や、熱、光等が挙げられる。
刺激応答性ゲル1の構成材料については、後に詳述する。
The predetermined stimulus to which the stimulus-responsive gel 1 reacts varies depending on the constituent material of the stimulus-responsive gel, but for example, various substances such as protein, sugar, uric acid, lactic acid, various hormones, various ionic substances, various metals, Examples include heat and light.
The constituent material of the stimulus-responsive gel 1 will be described in detail later.

収容部材2は、刺激応答性ゲル1を収容する部材である。
収容部材2は、隔壁21を有しており、隔壁により複数のセル22に分画されている。
The housing member 2 is a member that houses the stimulus-responsive gel 1.
The housing member 2 has a partition wall 21 and is divided into a plurality of cells 22 by the partition wall.

ゲルセンサー10を構成する複数のセル(収容部)22には、それぞれ、刺激応答性ゲル1が収容されている。   In each of the plurality of cells (accommodating portions) 22 constituting the gel sensor 10, the stimulus-responsive gel 1 is accommodated.

そして、ゲルセンサー10を構成するセル22、刺激応答性ゲル1は、所定の形状の条件を満足している。   And the cell 22 which comprises the gel sensor 10, and the stimulus-responsive gel 1 satisfy | fill the conditions of a predetermined shape.

すなわち、セル22の幅(セル22内の刺激応答性ゲル1の幅)が、30μm以上1000μm以下であり、かつ、セル22内での刺激応答性ゲル1の高低差(最高高さと最低高さとの差)が、5.5μm以上である。   That is, the width of the cell 22 (the width of the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22) is 30 μm or more and 1000 μm or less, and the height difference (the maximum height and the minimum height) of the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 Difference) is 5.5 μm or more.

なお、ここでいうセル22の幅とは、セル22の平面形状が円形(楕円や円)の場合は長径の長さのことをいい、多角形の場合は頂点同士を結んだ線分のうち最も長い線分の長さのことをいう。   The width of the cell 22 here means the length of the major axis when the planar shape of the cell 22 is a circle (ellipse or circle), and in the case of a polygon, of the line segments connecting the vertices. The length of the longest line segment.

このような条件を満足することにより、平面視した際のセル22内の各部位で、刺激に対する反応による色調変化のタイミングを十分に異なるものとすることができる。言い換えると、刺激応答性ゲル1の高さが低い部位(厚みの小さい部位)では、比較的早いタイミングで、刺激に対する反応による色調変化が認められるのに対し、刺激応答性ゲル1の高さが高い部位(厚みの大きい部位)では、刺激に対する反応による色調変化のタイミングが遅いものとなり、セル22内の各部位における色調変化に、十分な時間差を設けることができる。より詳しく説明すると、刺激応答性ゲル1の高さが高い部位(厚みの大きい部位)では、検体の供給側(図1中の下側)に近い側の刺激応答性ゲル1が色調変化した場合であっても、それよりも観察者の視点側(図1中の上側)の刺激応答性ゲル1が色調変化を生じておらず、この観察者の視点側に存在する刺激応答性ゲル1によって、検体の供給側(図1中の下側)に近い側の刺激応答性ゲル1に生じた色調変化が隠蔽される。このように、平面視した際のセル22内の各部位で、刺激に対する反応による色調変化のタイミングを十分に異なるものであると、所定の刺激の経時的な変化を容易に識別することができる。また、視野角特性が優れたものとなり、斜め方向から観察した際の視認性も向上する。
これに対し、上記の関係を満足しない場合には、満足のいく結果が得られない。
By satisfying such a condition, the timing of color tone change due to the response to the stimulus can be made sufficiently different at each part in the cell 22 when viewed in plan. In other words, in the portion where the height of the stimulus-responsive gel 1 is low (the portion where the thickness is small), the color change due to the response to the stimulus is recognized at a relatively early timing, whereas the height of the stimulus-responsive gel 1 is high. In a high part (a part having a large thickness), the timing of the color change due to the response to the stimulus is delayed, and a sufficient time difference can be provided for the color change in each part in the cell 22. More specifically, when the stimulus-responsive gel 1 on the side close to the specimen supply side (the lower side in FIG. 1) changes in color at a portion where the height of the stimulus-responsive gel 1 is high (a portion where the thickness is large). Even so, the stimulus-responsive gel 1 on the viewer's viewpoint side (upper side in FIG. 1) does not cause a change in color tone, and the stimulus-responsive gel 1 present on the viewer's viewpoint side The color tone change generated in the stimulus-responsive gel 1 on the side close to the sample supply side (lower side in FIG. 1) is concealed. Thus, if the timing of the color change due to the response to the stimulus is sufficiently different at each part in the cell 22 when viewed in plan, the change over time of the predetermined stimulus can be easily identified. . In addition, the viewing angle characteristics are excellent, and the visibility when observed from an oblique direction is also improved.
On the other hand, if the above relationship is not satisfied, a satisfactory result cannot be obtained.

例えば、セルの幅が下限値未満であると、セル内での刺激応答性ゲルの高低差を十分に大きいものとすることが困難となり、所定の刺激の経時的な変化を識別するのが困難となる。また、仮に、セル内での刺激応答性ゲルの高低差を十分に大きいものとすることができたとしても、セルの幅が小さすぎると、刺激応答性ゲルの各部位での色調変化を外観上識別することが困難であり、やはり、所定の刺激の経時的な変化を識別するのが困難となる。   For example, if the cell width is less than the lower limit, it is difficult to make the difference in level of the stimulus-responsive gel within the cell sufficiently large, and it is difficult to identify changes over time of a given stimulus. It becomes. Even if the height difference of the stimulus-responsive gel in the cell can be made sufficiently large, if the width of the cell is too small, the change in color tone at each part of the stimulus-responsive gel will appear. It is difficult to identify above, and again, it is difficult to identify changes over time of a given stimulus.

また、セルの幅が上限値を超えると、例えば、セル内の刺激応答性ゲルの表面のうち平坦な部分が占める割合が大きくなり、所定の刺激の経時的な変化を識別するのが困難となる。また、例えば、機械加工等により、セル内の刺激応答性ゲルの表面に、凹凸を設け平坦な部分が占める割合を十分に小さいものとした場合であっても、セルの幅が大きすぎると、セルの幅方向での検体の拡散が顕著となり、やはり、所定の刺激の経時的な変化を識別するのが困難となる。   Further, when the cell width exceeds the upper limit value, for example, the ratio of the flat portion of the surface of the stimulus-responsive gel in the cell becomes large, and it is difficult to identify the change over time of the predetermined stimulus. Become. In addition, for example, by machining or the like, even when the ratio of the flat portion provided on the surface of the stimulus-responsive gel in the cell is sufficiently small, if the width of the cell is too large, The diffusion of the specimen in the cell width direction becomes remarkable, and it becomes difficult to identify the change over time of a predetermined stimulus.

また、セル内での刺激応答性ゲルの高低差が前記下限値未満であると、所定の刺激の経時的な変化を識別するのが困難となる。   Moreover, when the height difference of the stimulus-responsive gel in the cell is less than the lower limit value, it is difficult to identify a change with time of a predetermined stimulus.

刺激応答性ゲル1の膨張収縮状態のうちいずれかの状態において、上記のような条件を満足するものであればよいが、刺激応答性ゲル1が収縮した状態および刺激応答性ゲル1が膨張した状態のいずれにおいても、上記のような条件を満足するものであるのが好ましい。これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。   Any one of the expansion and contraction states of the stimulus-responsive gel 1 may be used as long as the above conditions are satisfied. However, the stimulus-responsive gel 1 is contracted and the stimulus-responsive gel 1 is expanded. In any state, it is preferable that the above conditions are satisfied. Thereby, the effect mentioned above is exhibited more notably.

また、ゲルセンサー10が有する複数個のセル22のうち少なくとも一部のセル22において、上述した条件を満足すればよいが、個数基準で、50%以上のセル22で上述した条件を満足するのが好ましく、80%以上のセル22で上述した条件を満足するのがより好ましく、90%以上のセル22で上述した条件を満足するのがさらに好ましい。   Further, at least some of the plurality of cells 22 included in the gel sensor 10 may satisfy the above-described conditions, but the above-described conditions may be satisfied with 50% or more of the cells 22 on a number basis. More preferably, 80% or more of the cells 22 satisfy the above-described condition, and 90% or more of the cells 22 satisfy the above-described condition.

前述したように、セル22の幅(セル22内の刺激応答性ゲル1の幅)は、30μm以上1000μm以下であればよいが、40μm以上800μm以下であるのが好ましく、50μm以上500μm以下であるのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
As described above, the width of the cell 22 (the width of the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22) may be 30 μm or more and 1000 μm or less, preferably 40 μm or more and 800 μm or less, and more preferably 50 μm or more and 500 μm or less. Is more preferable.
Thereby, the effects as described above are more remarkably exhibited.

また、セル22内での刺激応答性ゲル1の高低差は、5.5μm以上であればよいが、7.4μm以上148.1μm以下であるのが好ましく、9.3μm以上92.6μm以下であるのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
Further, the height difference of the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 may be 5.5 μm or more, but is preferably 7.4 μm or more and 148.1 μm or less, and is 9.3 μm or more and 92.6 μm or less. More preferably.
Thereby, the effects as described above are more remarkably exhibited.

本実施形態では、セル22内の刺激応答性ゲル1は、表面が凸形状を有するものである。言い換えると、セル22内の刺激応答性ゲル1は、隔壁21との接触部よりもセルの幅方向の中央部付近のほうが高い。   In the present embodiment, the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 has a convex surface. In other words, the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 is higher in the vicinity of the central portion in the cell width direction than the contact portion with the partition wall 21.

セル22内の刺激応答性ゲル1がこのような表面形状を有することにより、視野角特性を特に優れたものとし、例えば、斜め方向から観察した際の視認性を特に優れたものとすることができる。   When the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 has such a surface shape, the viewing angle characteristic is particularly excellent, for example, the visibility when observed from an oblique direction is particularly excellent. it can.

表面が凸形状の刺激応答性ゲル1は、例えば、隔壁21に対して疎液化処理(例えば、フッ素系のプラズマ処理を施したり、撥液性の被膜(例えば、PTFE等のフッ素系樹脂で構成された被膜)を形成すること)等により、好適に形成することができる。   The stimulus-responsive gel 1 having a convex surface is formed by, for example, subjecting the partition wall 21 to a lyophobic treatment (for example, a fluorine-based plasma treatment or a liquid-repellent film (for example, a fluorine-based resin such as PTFE). And the like can be suitably formed.

表面が凸形状を有する刺激応答性ゲル1の隔壁21に対する接触角は、110°以上であるのが好ましく、115°以上175°以下であるのがより好ましく、120°以上170°以下であるのがさらに好ましい。   The contact angle of the stimulus-responsive gel 1 having a convex surface with respect to the partition wall 21 is preferably 110 ° or more, more preferably 115 ° or more and 175 ° or less, and 120 ° or more and 170 ° or less. Is more preferable.

これにより、セル22内での刺激応答性ゲル1の高低差をより大きいものとしつつ、刺激応答性ゲル1の表面形状をより安定的に制御することができる。その結果、所定の刺激の経時的な変化をより好適に識別することができるとともに、視野角特性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the surface shape of the stimulus-responsive gel 1 can be more stably controlled while increasing the height difference of the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22. As a result, it is possible to more suitably identify a change over time of a predetermined stimulus and to make the viewing angle characteristics particularly excellent.

セル22の形状は特に限定されないが、図2に示す構成では、セル22の平面形状は、長方形(正方形)である。そして、図2に示すようにセル22の幅としては対角線Lの長さをいう。   Although the shape of the cell 22 is not particularly limited, in the configuration shown in FIG. 2, the planar shape of the cell 22 is a rectangle (square). As shown in FIG. 2, the width of the cell 22 is the length of the diagonal line L.

これにより、刺激応答性ゲル1の視認性が向上し、刺激の経時的な変化をより好適に識別することができる。また、ゲルセンサー10の柔軟性および耐久性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the visibility of the stimulus-responsive gel 1 is improved, and changes over time of the stimulus can be identified more suitably. Further, the flexibility and durability of the gel sensor 10 can be made particularly excellent.

複数のセル22は、同一の条件であってもよいし、異なる条件のものであってもよい。例えば、セル22の大きさ、形状や、各セル22での刺激応答性ゲル1の高低差等が異なるものであってもよい。また、複数のセル22に収容される刺激応答性ゲル1は、同一の組成を有するものであってもよいし、異なる組成を有するものであってもよい。   The plurality of cells 22 may have the same conditions or different conditions. For example, the size and shape of the cells 22 and the height difference of the stimulus-responsive gel 1 in each cell 22 may be different. Moreover, the stimulus-responsive gel 1 accommodated in the plurality of cells 22 may have the same composition or may have different compositions.

ゲルセンサー10は、複数のセル22を有するものであればよいが、10個以上1000000個以下のセルを有するものであるのが好ましく、20個以上100000個以下のセルを有するものであるのがより好ましい。   The gel sensor 10 has only to have a plurality of cells 22, but preferably has 10 or more and 1000000 or less cells, and preferably has 20 or more and 100000 or less cells. More preferred.

これにより、ゲルセンサー10の大型化を効果的に抑制しつつ、刺激応答性ゲル1の視認性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the visibility of the stimulus-responsive gel 1 can be made particularly excellent while effectively suppressing an increase in size of the gel sensor 10.

隔壁21の構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、アイオノマー、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料;ジメチルポリシロキサン等のシリコーン系材料;ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、オレフィン系、スチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the partition wall 21 include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutadiene, and ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, polyurethane, polystyrene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyamide, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate. Acrylic resins such as polyester and polymethyl methacrylate, ABS resin, AS resin, ionomer, polyacetal, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, natural rubber, butyl rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, silicone rubber, fluorine Various rubber materials such as rubber; Silicone materials such as dimethylpolysiloxane; Polyurethane, polyester, polyamid System, olefin, various thermoplastic elastomers such as styrene and the like.

隔壁21の厚さ(図1中の横方向の厚さ)は、特に限定されないが、2μm以上300μm以下であるのが好ましく、5μm以上100μm以下であるのがより好ましい。   The thickness of the partition wall 21 (thickness in the horizontal direction in FIG. 1) is not particularly limited, but is preferably 2 μm or more and 300 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 100 μm or less.

これにより、ゲルセンサー10を平面視した際の刺激応答性ゲル1が占める面積率を十分に大きいものとし、刺激応答性ゲル1の視認性を特に優れたものとしつつ、ゲルセンサー10の強度、耐久性等を特に優れたものとすることができる。   Accordingly, the area ratio occupied by the stimulus-responsive gel 1 when the gel sensor 10 is viewed in plan is sufficiently large, and the strength of the gel sensor 10 is improved while the visibility of the stimulus-responsive gel 1 is particularly excellent. The durability and the like can be made particularly excellent.

なお、各部位で、隔壁21の厚さは一定であってもよいし、隔壁21の厚さが異なる部位を有していてもよい。   In addition, in each site | part, the thickness of the partition 21 may be constant and may have the site | part from which the thickness of the partition 21 differs.

また、本実施形態のゲルセンサー10では、刺激応答性ゲル1の検体が供給される面(図1中での下面)側に、所定の刺激の透過する機能を有する刺激透過性部材3が設けられている。   Moreover, in the gel sensor 10 of this embodiment, the stimulus permeable member 3 having a function of transmitting a predetermined stimulus is provided on the surface (the lower surface in FIG. 1) to which the specimen of the stimulus responsive gel 1 is supplied. It has been.

これにより、刺激応答性ゲル1を目的とする部位に好適に保持することができるとともに、外力により刺激応答性ゲル1が不本意に変形すること等をより効果的に抑制することができ、ゲルセンサー10の耐久性等を特に優れたものとしつつ、刺激応答性ゲル1に対し安定的に検体を供給することができ、所定刺激の検出をより安定的に行うことができる。   Thereby, while being able to hold | maintain the stimulus responsive gel 1 suitably in the target site | part, it can suppress more effectively that the stimulus responsive gel 1 deform | transforms unintentionally by external force, etc. While making the durability of the sensor 10 particularly excellent, the specimen can be stably supplied to the stimulus-responsive gel 1 and the predetermined stimulus can be detected more stably.

刺激透過性部材3の形状は、特に限定されないが、膜状であるのが好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮されるとともに、ゲルセンサー10の厚型化等をより効果的に抑制することができる。
The shape of the stimulus-permeable member 3 is not particularly limited, but is preferably a film.
Thereby, while the effect mentioned above is exhibited more notably, thickening of the gel sensor 10 etc. can be suppressed more effectively.

刺激透過性部材3としては、所定の刺激(検出すべき刺激)の透過する機能を有するものを用いることができるが、例えば、セロハン等の半透膜を好適に用いることができる。   As the stimulus permeable member 3, a member having a function of transmitting a predetermined stimulus (stimulus to be detected) can be used. For example, a semipermeable membrane such as cellophane can be preferably used.

これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。また、セロハン等の半透膜は、安定的な特性を有するとともに、入手が容易であるため、ゲルセンサー10の品質の安定性を特に優れたものとしつつ、ゲルセンサー10をより安定的に提供することができる。   Thereby, the effect mentioned above is exhibited more notably. In addition, since the semipermeable membrane such as cellophane has stable characteristics and is easily available, the gel sensor 10 can be provided more stably while making the quality stability of the gel sensor 10 particularly excellent. can do.

刺激透過性部材3の厚さは、10μm以上500μm以下であるのが好ましく、20μm以上300μm以下であるのがより好ましい。   The thickness of the stimulus-permeable member 3 is preferably 10 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 300 μm or less.

これにより、ゲルセンサー10の厚型化等を効果的に抑制しつつ、前述したような刺激透過性部材3を備えることによる効果をより顕著に発揮させることができる。   Thereby, the effect by providing the stimulus-permeable member 3 as described above can be more remarkably exhibited while effectively suppressing the thickening of the gel sensor 10 and the like.

また、本実施形態のゲルセンサー10では、刺激応答性ゲル1の検体が供給される面とは反対の面(図1中での上面)側に、検体を吸収する吸収部材4が設けられている。   Moreover, in the gel sensor 10 of this embodiment, the absorption member 4 which absorbs a test substance is provided in the surface (upper surface in FIG. 1) side opposite to the surface to which the test substance of the stimulus responsive gel 1 is supplied. Yes.

これにより、例えば、検体が順次供給される場合(連続的または断続的に供給される場合)に、先に供給されていた検体を刺激応答性ゲル1から効率よく排出し、新たに供給された検体を刺激応答性ゲル1に供給することができるため、経時的な刺激量の変化をより正確に知ることができる。すなわち、先に供給されていた検体と、新たに供給された検体とが混合し、正確な刺激量の検出が妨害されてしまうことを効果的に抑制することができる。また、過剰の検体が供給された場合等に、溢れ出した検体により、ゲルセンサー10が過剰に濡れてしまうこと等を抑制することができる。   Thereby, for example, when the specimens are sequentially supplied (when supplied continuously or intermittently), the specimen supplied previously is efficiently discharged from the stimulus-responsive gel 1 and newly supplied. Since the specimen can be supplied to the stimulus-responsive gel 1, the change in the amount of stimulus over time can be known more accurately. In other words, it is possible to effectively suppress the detection of the accurate stimulus amount from being disturbed by mixing the previously supplied specimen and the newly supplied specimen. In addition, when an excessive sample is supplied, the gel sensor 10 can be prevented from being wetted excessively by the overflowing sample.

また、吸収部材4を有することにより、例えば、液状の検体の供給が停止した場合や検体の供給量が著しく低下した場合、ゲルセンサー10の使用環境が低湿度である場合等に、刺激応答性ゲル1の乾燥を効果的に抑制することができる。その結果、刺激応答性ゲル1が乾燥しやすい環境下においても、比較的長時間にわたって、高い信頼性で所定の刺激の検出を安定的に行うことができる。   Further, by having the absorbing member 4, for example, when the supply of the liquid sample is stopped, when the supply amount of the sample is remarkably reduced, or when the use environment of the gel sensor 10 is low humidity, the stimulus responsiveness is obtained. Drying of the gel 1 can be effectively suppressed. As a result, it is possible to stably detect a predetermined stimulus with high reliability over a relatively long time even in an environment where the stimulus-responsive gel 1 is likely to be dried.

特に、図示の構成では、吸収部材4は、ゲルセンサー10を平面視した際にゲルセンサー10全体を覆うように設けられている。
これにより、前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。
In particular, in the illustrated configuration, the absorbing member 4 is provided so as to cover the entire gel sensor 10 when the gel sensor 10 is viewed in plan.
Thereby, the effects as described above can be more remarkably exhibited.

吸収部材4の好ましい構成成分としては、例えば、セルロース材料や吸水性ポリマー等が挙げられるが、セルロース材料が特に好ましい。このような材料は、適度な親水性を有しているため、例えば、検体が水を含むもの(例えば、汗等の体液)である場合、検体を好適に吸収するとともに、吸収した検体中に含まれる水を好適に蒸発させることができる。   Examples of preferable constituents of the absorbent member 4 include cellulose materials and water-absorbing polymers, and cellulose materials are particularly preferable. Since such a material has moderate hydrophilicity, for example, when the specimen contains water (for example, body fluid such as sweat), it absorbs the specimen suitably, and in the absorbed specimen The contained water can be suitably evaporated.

吸収部材4の厚さは、0.1mm以上2.0mm以下であるのが好ましく、0.2mm以上1.5mm以下であるのがより好ましい。   The thickness of the absorbing member 4 is preferably from 0.1 mm to 2.0 mm, and more preferably from 0.2 mm to 1.5 mm.

これにより、ゲルセンサー10の厚型化や刺激に対する反応結果の視認性の低下等を効果的に抑制しつつ、前述したような吸収部材4を備えることによる効果をより顕著に発揮させることができる。   Thereby, the effect by providing the absorbing member 4 as described above can be more remarkably exhibited while effectively suppressing the increase in the thickness of the gel sensor 10 and the decrease in the visibility of the reaction result to the stimulus. .

図示の構成では、ゲルセンサー10は、シート状をなすものである。
これにより、刺激応答性ゲル1の量を比較的少ないものとしつつ、より効率よく検体と接触させることができ、所定の刺激の検出も容易に行うことができる。また、所定の刺激の検出精度を特に優れたものとすることができる。
In the illustrated configuration, the gel sensor 10 is in the form of a sheet.
Thereby, while making the quantity of the stimulus responsive gel 1 comparatively small, it can be made to contact with a test substance more efficiently and a predetermined stimulus can be easily detected. Moreover, the detection accuracy of a predetermined stimulus can be made particularly excellent.

ゲルセンサー10の厚さは、0.2mm以上7.0mm以下であるのが好ましく、0.3mm以上5.5mm以下であるのがより好ましい。   The thickness of the gel sensor 10 is preferably 0.2 mm or greater and 7.0 mm or less, and more preferably 0.3 mm or greater and 5.5 mm or less.

これにより、ゲルセンサーの厚型化を抑制しつつ、ゲルセンサー10の形状の安定性、耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができるとともに、所定の刺激の経時的な変化をより好適に識別することができる。   Thereby, while suppressing the thickening of the gel sensor, the stability, durability, and reliability of the shape of the gel sensor 10 can be made particularly excellent, and the change over time of a predetermined stimulus can be further improved. It can be suitably identified.

次に、図3を参照しつつ、本実施形態のゲルセンサー10における刺激応答性ゲル1の経時的な色変化について具体的に説明する。   Next, with reference to FIG. 3, the color change with time of the stimulus-responsive gel 1 in the gel sensor 10 of the present embodiment will be specifically described.

前述したように、本実施形態のゲルセンサー10では、セル22内の刺激応答性ゲル1は、表面が凸形状を有するものであり、ゲルセンサー10を平面視した際のセル22の中央部付近に比べて、外周部付近において、刺激応答性ゲル1の高さが低いものとなっている。   As described above, in the gel sensor 10 of the present embodiment, the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 has a convex surface, and is near the center of the cell 22 when the gel sensor 10 is viewed in plan. Compared with, the height of the stimulus-responsive gel 1 is lower in the vicinity of the outer peripheral portion.

このため、所定の刺激を受け始めた初期の段階(所定の刺激を受けてからt1秒経過時)では、セル22内の刺激応答性ゲル1のうち、セル22の外周部付近の部位のみが、色調変化する(図3の(a)参照)。   For this reason, at the initial stage where the predetermined stimulation is started (when t1 seconds have elapsed after receiving the predetermined stimulation), only the portion near the outer peripheral portion of the cell 22 is included in the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22. The color tone changes (see FIG. 3A).

そして、その後、所定の刺激を受け始めてからの時間が経過すると(所定の刺激を受けてからt2秒経過時)、刺激応答性ゲル1のうち色調変化した領域は、セル22内の外周部付近から中心部付近に向かって拡大する(図3の(b)参照)。   After that, when the time has elapsed since the start of receiving a predetermined stimulus (when t2 seconds have elapsed after receiving the predetermined stimulus), the region of the stimulus-responsive gel 1 whose color tone has changed is near the outer periphery of the cell 22 From the center to the vicinity of the center (see FIG. 3B).

さらに、所定の刺激を受け始めてからの時間が十分に経過すると(所定の刺激を受けてからt3秒経過時)、凸形状の頂部が存在するセル22の中央部(平面視した際の中央部)まで、刺激応答性ゲル1は色調変化し、セル22内の刺激応答性ゲル1全体が色調変化したものとして認識される。   Furthermore, when a sufficient amount of time has elapsed since the start of receiving the predetermined stimulus (when t3 seconds have elapsed after receiving the predetermined stimulus), the central portion of the cell 22 where the convex top is present (the central portion when viewed in plan) ) Until the stimulus-responsive gel 1 changes in color, and the entire stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 is recognized as having changed in color.

例えば、刺激応答性ゲル1が、所定の刺激を受けていない状態で青色、所定の刺激を受けている状態で赤色を呈するものである場合、所定の刺激を受け始めた初期の段階(所定の刺激を受けてからt1秒経過時。図3の(a)参照。)では、セル22内の刺激応答性ゲル1の視認される部位のうち一部のみが赤色に変色し、その他の部位は青色を呈する。このような状態では、混色により、観察者には、青紫色として認識される。   For example, when the stimulus-responsive gel 1 is blue when not receiving a predetermined stimulus, and red when receiving a predetermined stimulus, the initial stage (predetermined when a predetermined stimulus is started) When t1 seconds have elapsed since the stimulation was received (see (a) of FIG. 3), only a part of the visible part of the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 is changed to red, and the other parts are Presents a blue color. In such a state, the viewer recognizes the color as bluish purple due to the color mixture.

その後、所定の刺激を受け始めてからの時間が経過すると(所定の刺激を受けてからt2秒経過時。図3の(b)参照。)、赤色に変色した部位の割合が高まり、青色の部位の割合が低下する。このような状態では、混色により、観察者には、赤紫色として認識される。   Thereafter, when the time since the start of the predetermined stimulus has elapsed (when t2 seconds have elapsed since the predetermined stimulus was received; see FIG. 3B), the ratio of the portion that has turned red increases, and the blue portion The ratio of decreases. In such a state, the viewer recognizes it as reddish purple due to color mixing.

さらに、所定の刺激を受け始めてからの時間が十分に経過すると(所定の刺激を受けてからt3秒経過時。図3の(c)参照。)、平面視した際の刺激応答性ゲル1の全体が赤色に変色する。   Further, when a sufficient amount of time has elapsed since the start of receiving a predetermined stimulus (when t3 seconds have elapsed since the predetermined stimulus was received; see FIG. 3C), the stimulus-responsive gel 1 when viewed in plan view The whole color changes to red.

このように、所定の刺激を受けてからの経過時間とともに、ゲルセンサー10は、青色、青紫色、赤紫色、赤色と順次色調が変化する。このようなことから、所定の刺激の経時的な変化を容易に識別することができる。   In this way, the color tone of the gel sensor 10 sequentially changes from blue, blue-purple, red-purple, and red along with the elapsed time after receiving a predetermined stimulus. Because of this, it is possible to easily identify changes over time of a predetermined stimulus.

<刺激応答性ゲルの構成材料>
次に、刺激応答性ゲル1の構成材料について説明する。
<Constituent material of stimulus-responsive gel>
Next, the constituent material of the stimulus responsive gel 1 will be described.

刺激応答性ゲル1は、所定の刺激に対して反応するものであれば、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、通常、架橋構造を有する高分子材料と、溶媒とを含む材料で構成されたものである。   The stimulus-responsive gel 1 may be composed of any material as long as it responds to a predetermined stimulus, but usually contains a polymer material having a crosslinked structure and a solvent. It is composed of

(高分子材料)
刺激応答性ゲル1を構成する高分子材料は、特定の刺激を検出するうえで重要な成分であり、その構造は、検出すべき刺激の種類によって異なる。
(Polymer material)
The polymer material constituting the stimulus-responsive gel 1 is an important component for detecting a specific stimulus, and its structure varies depending on the type of stimulus to be detected.

刺激応答性ゲル1を構成する高分子材料は、特に限定されず、検出すべき成分によって、選択することができる。   The polymer material constituting the stimulus-responsive gel 1 is not particularly limited, and can be selected depending on the component to be detected.

また、刺激応答性ゲル1において特定の刺激を検出する高分子材料としては、種々のものが知られており、例えば、このような公知の高分子材料も用いることができる。   Various polymer materials for detecting a specific stimulus in the stimulus-responsive gel 1 are known. For example, such a known polymer material can also be used.

以下、刺激応答性ゲル1を構成する高分子材料の具体例について説明する。
刺激応答性ゲル1を構成する高分子材料としては、例えば、単量体(モノマー)、重合開始剤、架橋剤等を反応させることにより得られたものを用いることができる。
Hereinafter, specific examples of the polymer material constituting the stimulus-responsive gel 1 will be described.
As a polymeric material which comprises the stimulus responsive gel 1, what was obtained by making a monomer (monomer), a polymerization initiator, a crosslinking agent etc. react is used, for example.

単量体としては、例えば、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド各種四級塩、アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート各種四級塩、アクリル酸、各種アルキルアクリレート、メタクリル酸、各種アルキルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート、N−ビニルピロリドン、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2−ビス〔4−(アクリロキシジエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシポリエトキシ)フェニル〕プロパン、2−ヒドロキシ−1−アクリロキシ−3−メタクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシポリプロポキシ)フェニル〕プロパン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジメタクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシジエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシポリエトキシ)フェニル〕プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ジビニルベンゼン等が挙げられる。   Examples of the monomer include acrylamide, N-methylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, various quaternary salts, and acryloyl. Morpholine, N, N-dimethylaminoethyl acrylate quaternary salts, acrylic acid, various alkyl acrylates, methacrylic acid, various alkyl methacrylates, 2-hydroxyethyl methacrylate, glycerol monomethacrylate, N-vinylpyrrolidone, acrylonitrile, styrene, polyethylene glycol Diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, poly Lopylene glycol diacrylate, 2,2-bis [4- (acryloxydiethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (acryloxypolyethoxy) phenyl] propane, 2-hydroxy-1-acryloxy-3 -Methacryloxypropane, 2,2-bis [4- (acryloxypolypropoxy) phenyl] propane, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol di Methacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2-hydroxy-1,3-dimethacryloxypropane 2,2-bis [4- (methacryloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (methacryloxyethoxydiethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (methacryloxyethoxypolyethoxy) ) Phenyl] propane, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, N, N′-methylenebisacrylamide, N, N′-methylenebismethacrylamide, diethylene glycol diallyl ether, divinylbenzene and the like can be mentioned.

また、糖と相互作用可能な官能基としては、例えば、ボロン酸基(特に、フェニルボロン酸基)が挙げられるため、ボロン酸基を有する単量体を用いてもよい。このようなボロン酸基含有モノマーとしては、例えば、アクリロイルアミノベンゼンボロン酸、メタクリロイルアミノベンゼンボロン酸、4−ビニルベンゼンボロン酸等が挙げられる。   In addition, examples of the functional group capable of interacting with a sugar include a boronic acid group (particularly, a phenylboronic acid group). Therefore, a monomer having a boronic acid group may be used. Examples of such boronic acid group-containing monomers include acryloylaminobenzeneboronic acid, methacryloylaminobenzeneboronic acid, 4-vinylbenzeneboronic acid, and the like.

また、イオン物質(特に、カルシウムイオンを含むもの)を刺激(特定成分)として検出する場合には、単量体として、4−アクリルアミドベンゾ18−クラウン−6−エーテル、アクリロイルアミノベンゾクラウンエーテル、メタクリロイルアミノベンゾクラウンエーテル、4−ビニルベンゾクラウンエーテル等のクラウンエーテル基含有モノマー(特に、ベンゾクラウンエーテル基含有モノマー)を好適に用いることができる。   Moreover, when detecting an ionic substance (especially one containing calcium ions) as a stimulus (specific component), as a monomer, 4-acrylamidobenzo 18-crown-6-ether, acryloylaminobenzocrown ether, methacryloyl Crown ether group-containing monomers (particularly, benzocrown ether group-containing monomers) such as aminobenzocrown ether and 4-vinylbenzocrown ether can be suitably used.

また、塩化ナトリウム等のイオン物質を刺激(特定成分)として検出する場合には、単量体として、3−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸、アクリロイロキシフェニルボロン酸、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)、エチレンビスアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド等を好適に用いることができる。特に、塩化ナトリウム等のイオン物質を刺激(特定成分)として検出する場合には、単量体として、3−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸およびアクリロイロキシフェニルボロン酸よりなる群から選択される1種または2種以上の単量体と、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)、エチレンビスアクリルアミドおよびN−ヒドロキシエチルアクリルアミドよりなる群から選択される1種または2種以上の単量体とを組み合わせて用いるのが好ましい。   When detecting an ionic substance such as sodium chloride as a stimulus (specific component), as a monomer, 3-acrylamidophenylboronic acid, vinylphenylboronic acid, acryloyloxyphenylboronic acid, N-isopropylacrylamide ( NIPAAm), ethylenebisacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide and the like can be suitably used. In particular, when detecting an ionic substance such as sodium chloride as a stimulus (specific component), the monomer is selected from the group consisting of 3-acrylamidophenylboronic acid, vinylphenylboronic acid and acryloyloxyphenylboronic acid. A combination of one or more monomers and one or more monomers selected from the group consisting of N-isopropylacrylamide (NIPAAm), ethylenebisacrylamide and N-hydroxyethylacrylamide Are preferably used.

また、乳酸を刺激(特定成分)として検出する場合には、単量体として、3−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸、アクリロイロキシフェニルボロン酸、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)、エチレンビスアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド等を好適に用いることができる。特に、乳酸を刺激(特定成分)として検出する場合には、単量体として、3−アクリルアミドフェニルボロン酸、ビニルフェニルボロン酸およびアクリロイロキシフェニルボロン酸よりなる群から選択される1種または2種以上の単量体と、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)、エチレンビスアクリルアミドおよびN−ヒドロキシエチルアクリルアミドよりなる群から選択される1種または2種以上の単量体とを組み合わせて用いるのが好ましい。   When lactic acid is detected as a stimulus (specific component), as monomers, 3-acrylamidophenylboronic acid, vinylphenylboronic acid, acryloyloxyphenylboronic acid, N-isopropylacrylamide (NIPAAm), ethylene bis Acrylamide, N-hydroxyethylacrylamide and the like can be preferably used. In particular, when lactic acid is detected as a stimulus (specific component), one or two monomers selected from the group consisting of 3-acrylamidophenylboronic acid, vinylphenylboronic acid, and acryloyloxyphenylboronic acid are used as monomers. It is preferable to use a combination of at least one monomer and one or more monomers selected from the group consisting of N-isopropylacrylamide (NIPAAm), ethylenebisacrylamide and N-hydroxyethylacrylamide. .

重合開始剤としては、例えば、その重合様式によって、適宜選択することができるが、具体的には、過酸化水素、過硫酸塩、例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等、アゾ系開始剤、例えば2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)2塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−〔1,1,−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕2塩酸塩、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4’−ジメチルバレロニトリル)、ベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン等の紫外光によってラジカルを発生する化合物、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシプロポキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロライド、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(ピル−1−イル)チタニウム、1,3−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゼンや3,3’,4,4’−テトラ−(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のパーオキシエステルに、チオピリリウム塩、メロシアニン、キノリン、スチリルキノリン系色素を混合した物質等の360nm以上の波長の光によってラジカルを発生する化合物等が挙げられる。また、過酸化水素あるいは過硫酸塩は、例えば、亜硫酸塩、L−アスコルビン酸等の還元性物質やアミン塩等を組み合わせてレドックス系の開始剤としても使用することができる。   The polymerization initiator can be appropriately selected depending on, for example, the polymerization mode. Specifically, hydrogen peroxide, persulfate such as potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, etc. Agents, such as 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2'-azobis (N, N'-dimethyleneisobutylamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis {2-methyl -N- [1,1, -bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide}, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 4, 4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4′-dimethylvaleronitrile), benzophenone, 2,2-di Toxi-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 1 -[4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, a compound that generates a radical by ultraviolet light, 2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2- (3-dimethylamino-2-hydroxypropoxy) -3,4-dimethyl-9H-thioxanthone-9-one mesochloride, 2-methyl-1 [4- (methylthio) Phenyl] -2-morpholinopropane-1,2-benzyl- -Dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, bis (cyclopentadienyl) -bis (2,6-difluoro-3- (py-1-yl) titanium, 1,3-di ( Substances obtained by mixing peroxyesters such as t-butylperoxycarbonyl) benzene and 3,3 ′, 4,4′-tetra- (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone with thiopyrylium salts, merocyanine, quinoline and styrylquinoline dyes Examples include compounds that generate radicals by light having a wavelength of 360 nm or more such as hydrogen peroxide or persulfate, for example, a combination of a reducing substance such as sulfite and L-ascorbic acid, an amine salt, and the like. It can also be used as a redox initiator.

架橋剤としては、重合性官能基を2個以上有する化合物を用いることができ、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N−メチレン−ビス−N−ビニルアセトアミド、N,N−ブチレン−ビス−N−ビニルアセトアミド、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、アリル化デンプン、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、テトラアリロキシエタン、ペンタエリストールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。   As the crosslinking agent, a compound having two or more polymerizable functional groups can be used. Specifically, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polyglycerin. N, N'-methylenebisacrylamide, N, N-methylene-bis-N-vinylacetamide, N, N-butylene-bis-N-vinylacetamide, tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, allylated starch, allylated Cellulose, diallyl phthalate, tetraallyloxyethane, pentaerythritol triallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, diethylene glycol diallyl ether, triallyl trimellitate, etc. .

刺激応答性ゲル1は、異なる複数種の高分子材料を含むものであってもよい。
刺激応答性ゲル1中における高分子材料の含有率は、0.7質量%以上36.0質量%以下であるのが好ましく、2.4質量%以上27.0質量%以下であるのがより好ましい。
The stimulus-responsive gel 1 may include a plurality of different polymer materials.
The content of the polymer material in the stimulus-responsive gel 1 is preferably 0.7% by mass or more and 36.0% by mass or less, and more preferably 2.4% by mass or more and 27.0% by mass or less. preferable.

(溶媒)
刺激応答性ゲル1が、溶媒を含むものであることにより、前述した高分子材料を好適にゲル化させることができる。
(solvent)
When the stimulus-responsive gel 1 contains a solvent, the above-described polymer material can be suitably gelled.

溶媒としては、各種有機溶媒や無機溶媒を用いることができ、より具体的は、例えば、水;メタノール、エタノール等の各種アルコール;アセトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類;ジメチルホルムアミド等のアミド類;n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の鎖状脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類等が挙げられるが、特に、水を含むものであるのが好ましい。   As the solvent, various organic solvents and inorganic solvents can be used. More specifically, for example, water; various alcohols such as methanol and ethanol; ketones such as acetone; ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether; dimethylformamide Amides such as: Chain aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, n-heptane and n-octane; Cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; Aromatics such as benzene, toluene and xylene In particular, those containing water are preferable.

刺激応答性ゲル1は、溶媒として異なる複数種の成分を含むものであってもよい。
刺激応答性ゲル1中における溶媒の含有率は、30質量%以上95質量%以下であるのが好ましく、50質量%以上90質量%以下であるのがより好ましい。
The stimulus-responsive gel 1 may include a plurality of different components as solvents.
The content of the solvent in the stimulus-responsive gel 1 is preferably 30% by mass to 95% by mass, and more preferably 50% by mass to 90% by mass.

(微粒子)
刺激応答性ゲル1は、架橋構造を有する高分子材料と、溶媒とを含むものであればよいが、さらに、微粒子を含むものであってもよい。
(Fine particles)
The stimulus-responsive gel 1 only needs to contain a polymer material having a crosslinked structure and a solvent, but may further contain fine particles.

微粒子は、ブラッグ反射による構造色の発現に寄与するものであり、刺激応答性ゲル1が微粒子を含むものであることにより、刺激応答性ゲル1に所定の刺激(特定成分)が与えられた際に、コロイド結晶による構造色または構造色の変化が容易に視認されるため、特定成分の検出をより容易に行うことができる。また、コロイド結晶による構造色または構造色の変化が容易に視認されるため、例えば、その色調により、所定の刺激(特定成分)の定量も、より容易に、また、より正確に行うことができる。   The fine particles contribute to the expression of the structural color due to Bragg reflection, and when the stimulus-responsive gel 1 contains fine particles, when a predetermined stimulus (specific component) is given to the stimulus-responsive gel 1, Since the structural color or the change of the structural color due to the colloidal crystal is easily visually recognized, the specific component can be detected more easily. In addition, since the structural color or the structural color change due to the colloidal crystal is easily visually recognized, for example, the predetermined stimulus (specific component) can be quantified more easily and more accurately by the color tone. .

微粒子の構成材料としては、シリカ、酸化チタン等の無機材料;ポリスチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルスルフォン、ナイロン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の有機材料(ポリマー)等が挙げられるが、微粒子は、シリカ微粒子であるのが好ましい。これにより、微粒子の形状の安定性等を特に優れたものとし、刺激応答性ゲル1の耐久性、信頼性等を特に優れたものとすることができる。また、シリカ微粒子は、粒度分布がシャープなもの(単分散微粒子)として入手が比較的容易であるため、刺激応答性ゲル1の安定的な生産、供給の観点からも有利である。   Fine particles are composed of inorganic materials such as silica and titanium oxide; polystyrene, polyester, polyimide, polyolefin, poly (meth) acrylate methyl, polyethylene, polypropylene, polyethersulfone, nylon, polyurethane, polyvinyl chloride, polychlorinated Examples thereof include organic materials (polymers) such as vinylidene, and the fine particles are preferably silica fine particles. Thereby, the stability of the shape of the fine particles can be made particularly excellent, and the durability and reliability of the stimulus-responsive gel 1 can be made particularly excellent. Silica fine particles are relatively easy to obtain as those having a sharp particle size distribution (monodispersed fine particles), which is advantageous from the viewpoint of stable production and supply of the stimulus-responsive gel 1.

微粒子の形状は、特に限定されないが、球状であるのが好ましい。これにより、コロイド結晶による構造色または構造色の変化が視認され、特定成分の検出をより容易に行うことができる。   The shape of the fine particles is not particularly limited, but is preferably spherical. Thereby, the structural color or the change of the structural color due to the colloidal crystal is visually recognized, and the specific component can be detected more easily.

微粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、10nm以上1000nm以下であるのが好ましく、20nm以上500nm以下であるのがより好ましい。   The average particle diameter of the fine particles is not particularly limited, but is preferably 10 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 500 nm or less.

これにより、刺激応答性ゲル1に所定の刺激(特定成分)が与えられた際に、コロイド結晶による構造色または構造色の変化がより容易に視認されるため、所定の刺激(特定成分)の検出をさらに容易に、また、さらに確実に行うことができる。また、コロイド結晶による構造色または構造色の変化がより容易に視認されるため、例えば、その色調の変化の程度により、所定の刺激(特定成分)の定量も、さらに容易に、また、さらに正確に行うことができる。   Thereby, when a predetermined stimulus (specific component) is given to the stimulus-responsive gel 1, the structural color or the change of the structural color due to the colloidal crystal is more easily visually recognized. Detection can be performed more easily and more reliably. In addition, since the structural color or the structural color change due to the colloidal crystal is more easily recognized, for example, the predetermined stimulus (specific component) can be quantified more easily and more accurately depending on the degree of the color change. Can be done.

なお、本明細書において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で3分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器(例えば、COULTER ELECTRONICS INC製TA−II型等)にて、50μmのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。   In the present specification, the average particle diameter means a volume-based average particle diameter. For example, a dispersion obtained by adding a sample to methanol and dispersing for 3 minutes with an ultrasonic disperser is a Coulter counter particle size distribution measuring instrument. It can be determined by measuring with a 50 μm aperture (for example, TA-II type manufactured by COULTER ELECTRONICS INC).

刺激応答性ゲル1は、異なる複数種の微粒子を含むものであってもよい。
刺激応答性ゲル1中における微粒子の含有率は、1.6質量%以上36質量%以下であるのが好ましく、4.0質量%以上24質量%以下であるのがより好ましい。
The stimulus-responsive gel 1 may include a plurality of different types of fine particles.
The content of the fine particles in the stimulus-responsive gel 1 is preferably 1.6% by mass or more and 36% by mass or less, and more preferably 4.0% by mass or more and 24% by mass or less.

(その他の成分)
刺激応答性ゲル1は、前述した以外の成分(その他の成分)を含むものであってもよい。
(Other ingredients)
The stimulus-responsive gel 1 may contain components other than those described above (other components).

このような成分としては、例えば、酸化抑制剤、紫外線吸収剤、防かび剤、抗菌剤、消臭剤、清涼成分等が挙げられる。   Examples of such components include oxidation inhibitors, ultraviolet absorbers, fungicides, antibacterial agents, deodorants, and refreshing components.

ゲルセンサー10は、いかなる方法で製造されたものであってもよいが、例えば、収容部材2の隔壁21で囲まれたセル22内に、刺激応答性ゲル1またはその前駆物質を含む液体を、インクジェット法やディスペンサーを用いて付与することにより形成することができる。この際、隔壁21の表面に前述した表面処理を施しておくことにより、所望の表面形状の刺激応答性ゲル1を容易に形成することができる。また、この際、前記液体を付与する面とは反対の面側に刺激透過性部材3を配しておくことにより、刺激応答性ゲル1が、不本意に拡散し、セル22の外部に流出することを効果的に防止することができる。このようにして、所定の形状の刺激応答性ゲル1を形成した後に、吸収部材4を設置することにより、目的とするゲルセンサー10を得ることができる。   The gel sensor 10 may be manufactured by any method. For example, in the cell 22 surrounded by the partition wall 21 of the housing member 2, a liquid containing the stimulus-responsive gel 1 or a precursor thereof may be used. It can form by providing using an inkjet method or a dispenser. At this time, by applying the surface treatment described above to the surface of the partition wall 21, the stimulus-responsive gel 1 having a desired surface shape can be easily formed. At this time, by providing the stimulus-permeable member 3 on the surface opposite to the surface to which the liquid is applied, the stimulus-responsive gel 1 diffuses unintentionally and flows out of the cell 22. This can be effectively prevented. Thus, the target gel sensor 10 can be obtained by installing the absorption member 4 after forming the stimulus-responsive gel 1 having a predetermined shape.

なお、刺激応答性ゲル1は、例えば、後加工としての機械加工やレーザー処理等により、所定の表面形状を有するものとしてもよい。また、所定の形状の成形型を用いて所定の表面形状を有するものとして形成してもよい。   Note that the stimulus-responsive gel 1 may have a predetermined surface shape by, for example, post-processing machining or laser processing. Moreover, you may form as what has a predetermined | prescribed surface shape using the shaping | molding die of a predetermined | prescribed shape.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態のゲルセンサーについて説明する。
[Second Embodiment]
Next, the gel sensor of the second embodiment will be described.

図4は、第2実施形態のゲルセンサーを説明するための模式的な縦断面図、図5は、第2実施形態のゲルセンサーにおける刺激応答性ゲルの経時的な色変化を説明するための模式的な平面図であり、(a)は刺激を受け始めた直後の状態を示す図であり、(b)は刺激を受け始めてから中程度の時間が経過したときの状態を示す図であり、(c)は刺激を受け始めてから十分な時間が経過した後の状態を示す図である。図5中、斜線部は、所定の刺激により色調が変化した部位を示す。また、例えば、t1<t2<t3の関係を満足するものとした場合、図5中の(a)は、刺激を受け始めてからt1秒後の状態を示すものであり、図5中の(b)は、刺激を受け始めてからt2秒後の状態を示すものであり、図5中の(c)は、刺激を受け始めてからt3秒後の状態を示すものである。以下の説明では、前述した実施形態との相違点について中心的に説明し、同様の事項についての説明は省略する。   FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view for explaining the gel sensor of the second embodiment, and FIG. 5 is a diagram for explaining the color change over time of the stimulus-responsive gel in the gel sensor of the second embodiment. It is a schematic plan view, (a) is a diagram showing a state immediately after starting to receive a stimulus, (b) is a diagram showing a state when a medium time has passed since starting to receive a stimulus. (C) is a figure which shows the state after sufficient time passed since it started to receive a stimulus. In FIG. 5, the hatched portion indicates a portion where the color tone has changed due to a predetermined stimulus. Further, for example, assuming that the relationship of t1 <t2 <t3 is satisfied, (a) in FIG. 5 shows a state after t1 seconds from the start of stimulation, and (b) in FIG. ) Shows a state after t2 seconds after starting to receive the stimulus, and (c) in FIG. 5 shows a state after t3 seconds after starting to receive the stimulus. In the following description, differences from the above-described embodiment will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.

図4に示すように、本実施形態のゲルセンサー10では、セル22内に収容された刺激応答性ゲル1の表面形状が前述した実施形態とは異なる。すなわち、前述した実施形態では、表面が凸形状の刺激応答性ゲル1をセル22内に有するものであったのに対し、本実施形態では、セル22内の刺激応答性ゲル1は、表面が凹形状を有するものである。言い換えると、セル22内の刺激応答性ゲル1は、隔壁21との接触部よりもセルの幅方向の中央部付近のほうが低い。   As shown in FIG. 4, in the gel sensor 10 of this embodiment, the surface shape of the stimulus-responsive gel 1 accommodated in the cell 22 is different from that of the above-described embodiment. That is, in the above-described embodiment, the surface has the convex stimulus-responsive gel 1 in the cell 22, whereas in this embodiment, the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 has the surface It has a concave shape. In other words, the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 is lower in the vicinity of the central portion in the cell width direction than in the contact portion with the partition wall 21.

セル22内の刺激応答性ゲル1がこのような表面形状を有することにより、ゲルセンサー10を平面視した際のセル22の中央部付近から色調変化を生じることとなるため、より容易に色調変化を識別することができる。   Since the stimuli-responsive gel 1 in the cell 22 has such a surface shape, the color change occurs from the vicinity of the center of the cell 22 when the gel sensor 10 is viewed in plan, and thus the color change is more easily performed. Can be identified.

表面が凹形状の刺激応答性ゲル1は、例えば、隔壁21に対して親液化処理(例えば、オゾン等の酸化性物質を含む環境で紫外線照射処理やプラズマ処理を施したり、親水性の被膜を形成すること)等により、好適に形成することができる。   For example, the stimulus-responsive gel 1 having a concave surface is subjected to lyophilic treatment (for example, ultraviolet irradiation treatment or plasma treatment in an environment containing an oxidizing substance such as ozone) or a hydrophilic coating on the partition wall 21. It is possible to form it suitably.

表面が凹形状を有する刺激応答性ゲル1の隔壁21に対する接触角は、70°以下であるのが好ましく、5°以上65°以下であるのがより好ましく、10°以上60°以下であるのがさらに好ましい。   The contact angle with respect to the partition wall 21 of the stimulus-responsive gel 1 having a concave surface is preferably 70 ° or less, more preferably 5 ° or more and 65 ° or less, and 10 ° or more and 60 ° or less. Is more preferable.

これにより、セル22内での刺激応答性ゲル1の高低差をより大きいものとしつつ、刺激応答性ゲル1の表面形状をより安定的に制御することができる。その結果、所定の刺激の経時的な変化をより好適に識別することができる。   Thereby, the surface shape of the stimulus-responsive gel 1 can be more stably controlled while increasing the height difference of the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22. As a result, it is possible to more suitably identify the change over time of the predetermined stimulus.

次に、図5を参照しつつ、本実施形態のゲルセンサー10における刺激応答性ゲル1の経時的な色変化について具体的に説明する。   Next, with reference to FIG. 5, the color change with time of the stimulus-responsive gel 1 in the gel sensor 10 of the present embodiment will be specifically described.

前述したように、本実施形態のゲルセンサー10では、セル22内の刺激応答性ゲル1は、表面が凹形状を有するものであり、ゲルセンサー10を平面視した際のセル22の外周部付近に比べて、中央部付近において、刺激応答性ゲル1の高さが低いものとなっている。   As described above, in the gel sensor 10 of the present embodiment, the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 has a concave shape on the surface, and the vicinity of the outer periphery of the cell 22 when the gel sensor 10 is viewed in plan view. Compared to the above, the height of the stimulus-responsive gel 1 is low near the center.

このため、所定の刺激を受け始めた初期の段階(所定の刺激を受けてからt1秒経過時)では、セル22内の刺激応答性ゲル1のうち、セル22の中央部付近の部位のみが、色調変化する(図5の(a)参照)。   For this reason, in the initial stage where the predetermined stimulation is started (when t1 seconds have elapsed after receiving the predetermined stimulation), only the site near the central portion of the cell 22 is included in the stimulus-responsive gel 1 in the cell 22. The color tone changes (see FIG. 5A).

そして、その後、所定の刺激を受け始めてからの時間が経過すると(所定の刺激を受けてからt2秒経過時)、刺激応答性ゲル1のうち色調変化した領域は、セル22内の中央部付近から外周部付近に向かって拡大する(図5の(b)参照)。   After that, when a time has elapsed since the start of receiving a predetermined stimulus (when t2 seconds have elapsed after receiving the predetermined stimulus), the region of the stimulus-responsive gel 1 whose color tone has changed is near the center of the cell 22 It expands toward the outer periphery (see FIG. 5B).

さらに、所定の刺激を受け始めてからの時間が十分に経過すると(所定の刺激を受けてからt3秒経過時)、セル22の外周部(平面視した際の外周部)まで、刺激応答性ゲル1は色調変化し、セル22内の刺激応答性ゲル1全体が色調変化したものとして認識される(図5の(c)参照)。   Further, when a sufficient time has elapsed since the start of receiving a predetermined stimulus (when t3 seconds have elapsed after receiving the predetermined stimulus), the stimulus-responsive gel reaches the outer periphery of the cell 22 (the outer periphery when viewed in plan). 1 changes in color tone, and the entire stimulus-responsive gel 1 in the cell 22 is recognized as having changed color tone (see FIG. 5C).

なお、ゲルセンサーは、表面が凸形状の刺激応答性ゲルと、表面が凹形状の刺激応答性ゲルとを備えるものであってもよい。   The gel sensor may include a stimulus-responsive gel having a convex surface and a stimulus-responsive gel having a concave surface.

これにより、表面が凸形状の刺激応答性ゲルを備えることによる効果と、表面が凹形状の刺激応答性ゲルを備えることによる効果とを、両立させることができる。   Thereby, the effect by providing the stimulus-responsive gel whose surface is convex and the effect by providing the stimulus-responsive gel whose surface is concave can be made compatible.

《ゲルセンサーの用途》
ゲルセンサー10は、所定の刺激(例えば、特定成分)を容易に検出することができるため、例えば、被検物(検体)中に特定物質が含まれるか否か、または、被検物中に含まれる特定物質の濃度を測定するセンサーとして用いることができる。
《Use of gel sensor》
Since the gel sensor 10 can easily detect a predetermined stimulus (for example, a specific component), for example, whether or not a specific substance is contained in the test object (specimen) or in the test object. It can be used as a sensor for measuring the concentration of a specific substance contained.

また、刺激応答性ゲル1に取り込まれた特定成分を容易に検出することができるので、被検物中に含まれる特定物質を分離・抽出する分離・抽出手段として好適に用いることもできる。すなわち、刺激応答性ゲルに取り込まれた特定成分の量が飽和した段階または飽和しそうな段階で、被検物との接触を中止し、必要に応じて別のゲルセンサーに交換することができる。これにより、被検物から、無駄なく特定成分を回収することができる。   Moreover, since the specific component taken in the stimulus-responsive gel 1 can be easily detected, it can also be suitably used as a separation / extraction means for separating / extracting the specific substance contained in the test object. That is, at the stage where the amount of the specific component incorporated into the stimulus-responsive gel is saturated or is likely to be saturated, contact with the test object can be stopped and replaced with another gel sensor as necessary. As a result, the specific component can be recovered from the test object without waste.

ゲルセンサー10のより具体的な用途としては、例えば、生体物質(例えば、がん細胞、血液細胞等の各種細胞、抗体等のタンパク質(糖タンパク質等を含む)等)のセンサー、体液または体外分泌物(例えば、血液、唾液、汗、尿等)中に含まれる成分(例えば、乳酸、尿酸、糖等)のセンサー、生体物質(特に、ホルモン等の微量生体物質等)の分離・抽出手段、金属(特に、希少金属、貴金属等)の分離・抽出手段、花粉等の抗原(アレルギー物質)のセンサー、毒物、有害物質、環境汚染物質等の分離・抽出手段、ウイルス、細菌等のセンサー、土壌に含まれる成分のセンサー、廃液(排水を含む)に含まれる成分のセンサー、食品に含まれる成分のセンサー、水中に含まれる成分(例えば、汽水域、河川、水田等に含まれる塩分等)のセンサー、細胞培養モニター等が挙げられる。
また、ゲルセンサー10は、生体の皮膚に密着させて用いるものであるのが好ましい。
More specific uses of the gel sensor 10 include, for example, sensors for biological substances (for example, various cells such as cancer cells and blood cells, proteins such as antibodies (including glycoproteins), etc.), body fluids or extracorporeal secretion. Sensor for components (eg, lactic acid, uric acid, sugar, etc.) contained in substances (eg, blood, saliva, sweat, urine, etc.), means for separating / extracting biological substances (especially trace biological substances such as hormones), Separation / extraction means for metals (especially rare metals and precious metals), sensors for antigens (allergic substances) such as pollen, means for separation / extraction of toxic substances, harmful substances, environmental pollutants, sensors for viruses, bacteria, soil Sensors for components contained in wastewater, sensors for components contained in waste liquid (including wastewater), sensors for components contained in food, components contained in water (for example, salt contained in brackish waters, rivers, paddy fields, etc.) The sensor, and the cell culture monitoring and the like.
The gel sensor 10 is preferably used in close contact with the skin of a living body.

生体の皮膚は、一般に複雑な凹凸形状を有しているが、ゲルセンサーは、形状の追従性に優れているため、生体の皮膚に好適に密着させることができる。また、生体の皮膚に密着して用いる場合(例えば、運動時の汗に含まれる成分を刺激(特定成分)として検出する場合等)、ゲルセンサーに振動や衝撃等の大きな外力が加わることが想定されるが、このような比較的大きな外力が加わった場合であっても、正確に特定成分(所定の刺激)を検出することができ、これを容易に識別することができる。したがって、ゲルセンサーが生体の皮膚に密着させて用いられるものである場合に、効果がより顕著に発揮される。   The living body skin generally has a complicated uneven shape, but the gel sensor is excellent in conformity of the shape, and therefore can be suitably adhered to the living body skin. Also, when used in close contact with the skin of a living body (for example, when detecting a component contained in sweat during exercise as a stimulus (specific component)), it is assumed that a large external force such as vibration or impact is applied to the gel sensor. However, even when such a relatively large external force is applied, the specific component (predetermined stimulus) can be accurately detected and can be easily identified. Therefore, when the gel sensor is used in close contact with the skin of a living body, the effect is more remarkably exhibited.

また、ゲルセンサーは、小型化、軽量化にも好適に対応可能である。したがって、上記のような方法での使用に適している。   In addition, the gel sensor can suitably cope with a reduction in size and weight. Therefore, it is suitable for use in the method as described above.

また、例えば、汗に含まれる乳酸を刺激(特定成分)として検出することにより、使用者(アスリート等)への負荷を調べることができる。特に、上述したゲルセンサーによれば、所定の刺激の経時的変化を識別することができるため、例えば、過度に長時間にわたって使用者(アスリート等)に負荷が加わらないように、ゲルセンサーの表示により使用者等に警告することができる。   Further, for example, by detecting lactic acid contained in sweat as a stimulus (specific component), the load on the user (athlete or the like) can be examined. In particular, according to the above-described gel sensor, it is possible to identify a change over time of a predetermined stimulus. For example, in order to prevent a load on the user (athlete, etc.) over an excessively long time, the gel sensor display Can warn the user or the like.

また、ゲルセンサー10は、刺激応答性ゲルの形態(例えば、体積、色調等)の変化を検出する検出装置と組み合わせた検出装置に適用させるものであってもよい。   The gel sensor 10 may be applied to a detection device combined with a detection device that detects a change in the form (for example, volume, color tone, etc.) of the stimulus-responsive gel.

これにより、例えば、刺激応答性ゲル1の形態の変化を、肉眼で識別するのが困難である場合(例えば、色調変化、体積変化が微小である場合、波長が変化する反射光が可視光領域外の光である場合等)や、より高い精度で刺激の検出(例えば、高い精度が求められる定量的な検出や、微量成分の検出等)が求められる場合であっても、好適に対応することできる。   Thereby, for example, when it is difficult to identify the change in the form of the stimulus-responsive gel 1 with the naked eye (for example, when the color tone change or the volume change is minute, the reflected light whose wavelength changes is in the visible light region. Appropriately responds even when the detection of stimulus (for example, quantitative detection requiring high accuracy, detection of trace components, etc.) is required with higher accuracy. I can.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these.

例えば、前述した実施形態では、ゲルセンサーが、シート状をなすものである場合について代表的に説明したが、ゲルセンサーの形状は、これに限定されず、例えば、板状、ブロック状、紐状、筒状、粒子状等、いかなるものであってもよい。   For example, in the above-described embodiment, the case where the gel sensor has a sheet shape has been representatively described. However, the shape of the gel sensor is not limited to this, and for example, a plate shape, a block shape, and a string shape Any shape such as a cylinder or a particle may be used.

また、ゲルセンサーは、前述した以外の構成を備えるものであってもよい。例えば、所定の位置に貼着するための粘着剤層を備えるものであってもよい。   The gel sensor may have a configuration other than that described above. For example, you may provide the adhesive layer for sticking in a predetermined position.

また、ゲルセンサーは、隔壁により分画された複数のセルと、セル内に配置された刺激応答性ゲルとを有していればよく、他の構成を備えていなくてもよい。   Moreover, the gel sensor should just have the some cell fractionated by the partition, and the stimulus responsive gel arrange | positioned in a cell, and does not need to be provided with another structure.

また、前述した実施形態では、セルの平面形状が長方形である場合について代表的に説明したが、セルの形状はこれに限定されず、いかなるものであってもよい。例えば、図6(a)に示すように、セルの平面形状は、六角形であってもよい。これにより、例えば、複数のセルをハニカム上に配置することができ、刺激応答性ゲルの占める面積率を大きいものとしつつ、ゲルセンサーの機械的強度を特に優れたものとすることができる。この場合、セルの幅は図6(a)における対角線Mの長さをいう。   In the above-described embodiment, the case where the planar shape of the cell is rectangular has been described as a representative example. However, the shape of the cell is not limited to this and may be any shape. For example, as shown in FIG. 6A, the planar shape of the cell may be a hexagon. Thereby, for example, a plurality of cells can be arranged on the honeycomb, and the mechanical strength of the gel sensor can be made particularly excellent while increasing the area ratio occupied by the stimulus-responsive gel. In this case, the cell width refers to the length of the diagonal line M in FIG.

また、図6(b)に示すように、平面形状を楕円(真円含む)としてもよい。セルにゲルを導入する際に気泡が混入する可能性があるが、平面形状を円形とすることで、平面形状が多角形の場合に比べてセルの隅に気泡が残留する可能性を低くすることができる。この場合、セルの幅は図6(b)に示す長径Nをいう。   Further, as shown in FIG. 6B, the planar shape may be an ellipse (including a perfect circle). There is a possibility that air bubbles may be mixed when introducing the gel into the cell, but by making the planar shape circular, the possibility of bubbles remaining in the corners of the cell is reduced compared to the case where the planar shape is polygonal. be able to. In this case, the cell width refers to the major axis N shown in FIG.

また、センサーは、構成部材の一部が、交換可能に構成されたものや、取り外しおよび再装着が可能に構成されたものであってもよい。例えば、吸収部材が、交換可能、または、取り外しおよび再装着が可能に構成されたものであってもよい。これにより、吸収部材に多量の固形分(例えば、特定成分等)が付着した場合であっても、吸収部材を交換したり、取り外し洗浄すること等により、センサーを使用することができる。このようなことから、センサーの長寿命化を図ることができる。   In addition, the sensor may be configured such that a part of the constituent members is configured to be replaceable, or configured to be removable and remountable. For example, the absorbent member may be replaceable or configured to be removable and remountable. Thereby, even when a large amount of solid content (for example, a specific component) adheres to the absorbent member, the sensor can be used by replacing the absorbent member, removing it, and washing it. For this reason, the life of the sensor can be extended.

10…ゲルセンサー
1…刺激応答性ゲル
2…収容部材
21…隔壁
22…セル(収容部)
3…刺激透過性部材
4…吸収部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Gel sensor 1 ... Stimulus response gel 2 ... Accommodating member 21 ... Partition 22 ... Cell (accommodating part)
3 ... Stimulus permeable member 4 ... Absorbing member

Claims (9)

隔壁により分画された複数のセルと、
前記セル内に配置された刺激応答性ゲルと、を備え、
前記セルの幅が、30μm以上1000μm以下であり、
前記セル内での前記刺激応答性ゲルの高低差が、5.5μm以上であることを特徴とするゲルセンサー。
A plurality of cells fractionated by a partition;
A stimulus responsive gel disposed in the cell,
The width of the cell is 30 μm or more and 1000 μm or less,
A gel sensor characterized in that the height difference of the stimulus-responsive gel in the cell is 5.5 μm or more.
表面が凸形状の前記刺激応答性ゲルが配置された前記セルを有するものである請求項1に記載のゲルセンサー。   The gel sensor according to claim 1, wherein the gel sensor has the cell in which the stimulus-responsive gel having a convex surface is arranged. 前記表面が凸形状の前記刺激応答性ゲルの前記隔壁に対する接触角が110°以上である請求項2に記載のゲルセンサー。   The gel sensor according to claim 2, wherein a contact angle of the stimulus-responsive gel having a convex surface with respect to the partition wall is 110 ° or more. 表面が凹形状の前記刺激応答性ゲルが配置された前記セルを有するものである請求項1ないし3のいずれか1項に記載のゲルセンサー。   The gel sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the gel sensor has the cell in which the stimulus-responsive gel having a concave surface is arranged. 前記表面が凹形状の前記刺激応答性ゲルの前記隔壁に対する接触角が70°以下である請求項4に記載のゲルセンサー。   The gel sensor according to claim 4, wherein a contact angle of the stimulus-responsive gel having a concave surface with respect to the partition wall is 70 ° or less. 前記刺激応答性ゲルは、架橋構造を有する高分子材料と、溶媒と、平均粒子径が10nm以上1000nm以下の微粒子と、を含む材料で構成されたものである請求項1ないし5のいずれか1項に記載のゲルセンサー。   6. The stimuli-responsive gel is made of a material containing a polymer material having a crosslinked structure, a solvent, and fine particles having an average particle size of 10 nm to 1000 nm. The gel sensor according to item. 前記刺激応答性ゲルの検体が供給される面側に、所定の刺激を透過する機能を有する刺激透過性部材が設けられている請求項1ないし6のいずれか1項に記載のゲルセンサー。   The gel sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein a stimulus-permeable member having a function of transmitting a predetermined stimulus is provided on a surface side to which the specimen of the stimulus-responsive gel is supplied. 前記刺激透過性部材は、半透膜である請求項7に記載のゲルセンサー。   The gel sensor according to claim 7, wherein the stimulus-permeable member is a semipermeable membrane. 前記刺激応答性ゲルの検体が供給される面とは反対の面側に、前記検体を吸収する吸収部材が設けられている請求項1ないし8のいずれか1項に記載のゲルセンサー。   The gel sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein an absorption member that absorbs the sample is provided on a surface opposite to a surface to which the sample of the stimulus-responsive gel is supplied.
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