JP2019037212A - Detector - Google Patents

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Abstract

To provide a detector that effectively utilizes fluorescence or the like emitted from a coenzyme in a film direction, to improve the detection intensity.SOLUTION: A detector detects a detection object contained in a sample gas, on the basis of the fluorescence emitted from a coenzyme excited by excitation light. The detector has an enzyme holding part 70 that holds an enzyme for catalyzing the reaction of the sample gas with the coenzyme, and a reflection part 80 that reflects at least one of the excitation light and the fluorescence.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、検出装置に関する。   The present invention relates to a detection device.

補酵素として利用されるNADH又はNADPHの減少を検出して、アセトンなどのケトン類、又はノネナールなどのアルデヒド類を検出する検出装置が知られている。   Detection devices are known that detect a decrease in NADH or NADPH used as a coenzyme to detect ketones such as acetone or aldehydes such as nonenal.

このような検出装置としては、NADH又はNADPHが発する蛍光量の減少を検出することで試料中の化学物質を検出するバイオセンサシステムであって、該バイオセンサシステムが、光入射用の光ファイバ及び受光用の光ファイバを含む光ファイバプローブ;前記光入射用の光ファイバに所定の波長の紫外線を入射する紫外線発光ダイオード;NADH又はNADPHを電子供与体として用いる酵素が固定化された膜;並びに前記紫外線発光ダイオードからの入射光によりNADH又はNADPHが励起されて発生した蛍光を前記受光用の光ファイバを通して検出する検出器を含むバイオセンサシステムが特許文献1に開示されている。   Such a detection apparatus includes a biosensor system that detects a chemical substance in a sample by detecting a decrease in the amount of fluorescence emitted by NADH or NADPH, and the biosensor system includes an optical fiber for light incidence, An optical fiber probe including an optical fiber for receiving light; an ultraviolet light-emitting diode that injects ultraviolet light of a predetermined wavelength into the optical fiber for light incidence; a membrane on which an enzyme using NADH or NADPH as an electron donor is immobilized; Patent Document 1 discloses a biosensor system including a detector that detects fluorescence generated when NADH or NADPH is excited by incident light from an ultraviolet light emitting diode through the optical fiber for light reception.

特開2016−220573号公報JP 2016-220573 A

特許文献1のバイオセンサシステムは、溶液に含有される補酵素が膜中の酵素と結合し、試料に含まれる基質と膜中の酵素とが反応することを利用している。具体的には、特許文献1のバイオセンサシステムは、NADHが発する蛍光を検出し、基質の反応に伴ってNADHが発する蛍光の光量が減少することを利用して基質の検出を行う。   The biosensor system of Patent Document 1 utilizes the fact that a coenzyme contained in a solution binds to an enzyme in a membrane and a substrate contained in a sample reacts with an enzyme in the membrane. Specifically, the biosensor system of Patent Document 1 detects fluorescence emitted by NADH, and detects the substrate by utilizing the fact that the amount of fluorescence emitted by NADH decreases with the reaction of the substrate.

しかしながら、膜に溶液が浸入すると膜の光学透過率が上昇する。このため、補酵素から発せられる膜方向への蛍光等は、そのまま膜を透過する。したがって、膜を透過した蛍光等は、検出に際して有効利用ができないことが課題の一例として挙げられる。   However, when the solution enters the film, the optical transmittance of the film increases. For this reason, the fluorescence or the like emitted from the coenzyme toward the membrane passes through the membrane as it is. Therefore, an example of the problem is that the fluorescence transmitted through the membrane cannot be effectively used for detection.

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、補酵素から発せられる膜方向への蛍光等を有効利用することで、検出強度の向上を図ることが可能な検出装置を提供することを課題の1つとする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a detection device capable of improving the detection intensity by effectively using fluorescence in the direction of the membrane emitted from a coenzyme. One of the issues.

本願請求項1に記載の検出装置は、補酵素が励起光によって励起されることで発せられる蛍光に基づいて、試料気体中に含まれる検出対象を検出する検出装置であって、前記補酵素と共に前記試料気体の反応を触媒する酵素を保持する酵素保持部と、前記励起光及び前記蛍光の少なくとも一方を反射する反射部と、を有することを特徴とする。   A detection apparatus according to claim 1 of the present application is a detection apparatus that detects a detection target contained in a sample gas based on fluorescence emitted when the coenzyme is excited by excitation light, together with the coenzyme. It has an enzyme holding part which holds the enzyme which catalyzes reaction of the sample gas, and a reflection part which reflects at least one of the excitation light and the fluorescence.

本願請求項3に記載の検出装置は、所定の照射方向に励起光を照射する光源部と、一の状態において前記励起光により励起されて蛍光を発する補酵素を含む溶液が流通可能であり、かつ前記照射方向に配された補酵素流路と、前記補酵素流路に面し、前記照射方向に設けられ、かつ前記補酵素に対する酵素を保持する酵素保持部と、前記酵素保持部によって前記補酵素流路と隔てられ、かつ試料気体が流通可能な試料流路と、前記酵素保持部からみて前記試料流路側の領域に配され、前記励起光及び前記蛍光の少なくとも一方を反射する反射部と、前記蛍光を検出する検出部と、を有することを特徴とする。   The detection device according to claim 3 can circulate a solution including a light source unit that emits excitation light in a predetermined irradiation direction and a coenzyme that emits fluorescence when excited by the excitation light in one state. And a coenzyme channel disposed in the irradiation direction, an enzyme holding unit facing the coenzyme channel, provided in the irradiation direction and holding an enzyme for the coenzyme, and the enzyme holding unit A sample channel that is separated from the coenzyme channel and through which a sample gas can flow, and a reflecting unit that is disposed in a region on the sample channel side as viewed from the enzyme holding unit and reflects at least one of the excitation light and the fluorescence And a detector for detecting the fluorescence.

本願請求項8に記載の検出装置は、所定の照射方向に励起光を照射する光源部と、一の状態において前記励起光により励起されて蛍光を発する補酵素を含む溶液が流通可能であり、かつ前記照射方向に配された補酵素流路と、前記補酵素流路に面し、前記照射方向に設けられ、かつ前記補酵素に対する酵素を保持すると共に、前記励起光又は前記蛍光を反射する酵素保持部と、前記酵素保持部によって前記補酵素流路と隔てられ、かつ試料気体が流通可能な試料流路と、前記蛍光を検出する検出部と、を有することを特徴とする。   The detection device according to claim 8 of the present application can circulate a solution including a light source unit that emits excitation light in a predetermined irradiation direction and a coenzyme that emits fluorescence when excited by the excitation light in one state. And a coenzyme channel arranged in the irradiation direction, facing the coenzyme channel, provided in the irradiation direction, holding an enzyme for the coenzyme, and reflecting the excitation light or the fluorescence It has an enzyme holding part, a sample channel which is separated from the coenzyme channel by the enzyme holding part and through which a sample gas can flow, and a detection part which detects the fluorescence.

検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a detection apparatus. 光学部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an optical part. フローセルの構成を示す検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the detection apparatus which shows the structure of a flow cell. 実施例及び比較例の実験データを示す図である。It is a figure which shows the experimental data of an Example and a comparative example. 変形例1に係るフローセルの構成を示す検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the detection apparatus which shows the structure of the flow cell which concerns on the modification 1. 変形例1に係る他のフローセルの構成を示す検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the detection apparatus which shows the structure of the other flow cell which concerns on the modification 1. 変形例2に係るフローセルの構成を示す検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the detection apparatus which shows the structure of the flow cell which concerns on the modification 2.

(実施の形態)
以下において、本発明の好適な実施形態について説明する。しかし、これらを適宜改変し、組み合わせてもよい。また、以下の説明及び添付図面において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。
(Embodiment)
In the following, preferred embodiments of the present invention will be described. However, these may be appropriately modified and combined. In the following description and the accompanying drawings, substantially the same or equivalent parts will be described with the same reference numerals.

以下に、本発明の実施形態である検出装置について、添付の図面(図1ないし3)を参照して説明する。   Hereinafter, a detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings (FIGS. 1 to 3).

図1は、検出装置としてのバイオセンサの構成を示すブロック図である。検出装置としてのバイオセンサ10は、アポ酵素と結合する補酵素が発する蛍光を検出して、検出対象である基質を検出する装置である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a biosensor as a detection device. The biosensor 10 as a detection device is a device that detects fluorescence emitted by a coenzyme that binds to an apoenzyme and detects a substrate that is a detection target.

具体的には、バイオセンサ10の基質の検出に用いる補酵素は、基質の反応前後の一方の状態において励起光により励起されて蛍光を発する。したがって、バイオセンサ10は、基質の反応によって補酵素が発する蛍光の光量が変化することを利用して、基質を検出する。   Specifically, the coenzyme used for detecting the substrate of the biosensor 10 is excited by excitation light in one state before and after the reaction of the substrate and emits fluorescence. Therefore, the biosensor 10 detects the substrate by utilizing the change in the amount of fluorescence emitted by the coenzyme due to the reaction of the substrate.

例えば、化1に示すように、補酵素としてNADH(還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)を用いた場合、酵素であるS−ADHは、基質であるアセトンが2−プロパノールに還元される反応を触媒する。この際、補酵素であるNADHは、酵素反応によりNAD+(酸化型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)に酸化され、それに伴い蛍光強度も減少する。すなわち、NADHは、所定の波長の励起光を受けて蛍光を発するが、同じ波長の励起光をNAD+が受けても蛍光を発しない。   For example, as shown in Chemical Formula 1, when NADH (reduced nicotinamide adenine dinucleotide) is used as a coenzyme, the enzyme S-ADH catalyzes a reaction in which the substrate acetone is reduced to 2-propanol. To do. At this time, NADH, which is a coenzyme, is oxidized to NAD + (oxidized nicotinamide adenine dinucleotide) by the enzyme reaction, and the fluorescence intensity decreases accordingly. That is, NADH emits fluorescence upon receiving excitation light of a predetermined wavelength, but does not emit fluorescence even when NAD + receives excitation light of the same wavelength.

本発明のバイオセンサ10は、このNADHが発する蛍光の光量を測定することにより基質の濃度を測定する装置である。   The biosensor 10 of the present invention is a device that measures the concentration of a substrate by measuring the amount of fluorescence emitted by the NADH.

Figure 2019037212
バイオセンサ10は、補酵素を含有する溶液の流量を制御する溶液制御部20と、基質を含有する気体試料の流量を制御する試料制御部30と、基質の反応が行われるフローセル50に対して励起光を照射する光源部及び補酵素から発せられた蛍光を検出する検出部を有する光学部40と、基質の反応が行われるフローセル50と、を有して構成される。
Figure 2019037212
The biosensor 10 has a solution control unit 20 that controls the flow rate of a solution containing a coenzyme, a sample control unit 30 that controls the flow rate of a gas sample containing a substrate, and a flow cell 50 in which a substrate reaction is performed. The optical unit 40 includes a light source unit that emits excitation light and a detection unit that detects fluorescence emitted from a coenzyme, and a flow cell 50 in which a substrate reaction is performed.

溶液制御部20は、補酵素溶液サーバ21と、送液ポンプ22と、廃液容器23と、から構成され、補酵素流路としての溶液流路25を介して各々が接続されている。   The solution control unit 20 includes a coenzyme solution server 21, a liquid feed pump 22, and a waste liquid container 23, and each is connected via a solution channel 25 as a coenzyme channel.

補酵素溶液サーバ21は、補酵素を含む溶液を貯蔵するサーバである。   The coenzyme solution server 21 is a server that stores a solution containing a coenzyme.

溶液は、補酵素と、酵素の至適pH値を考慮したpH値を示す緩衝液と、を成分としている。補酵素は、基質の反応に応じて反応前と反応後に異なる化学構造となる補酵素である。すなわち、補酵素は、基質の反応前後の2つの状態の間で可逆的に化学構造が変化するものである。また補酵素は、基質の反応前後の一方の状態において励起光により励起されて蛍光を発するものである。   The solution includes coenzyme and a buffer solution having a pH value in consideration of the optimum pH value of the enzyme. A coenzyme is a coenzyme having a different chemical structure before and after the reaction depending on the reaction of the substrate. That is, the coenzyme reversibly changes its chemical structure between two states before and after the reaction of the substrate. The coenzyme is excited by excitation light in one state before and after the reaction of the substrate and emits fluorescence.

このような補酵素の一例としては、NADH、NADPH(還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸)等を用いることができる。   As an example of such a coenzyme, NADH, NADPH (reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) and the like can be used.

送液ポンプ22は、補酵素溶液サーバ21から溶液がフローセル50に流れるように溶液流路25内に圧力を生じさせるポンプである。   The liquid feed pump 22 is a pump that generates pressure in the solution flow path 25 so that the solution flows from the coenzyme solution server 21 to the flow cell 50.

廃液容器23は、フローセル50を通過した溶液が貯蔵される容器である。   The waste liquid container 23 is a container in which the solution that has passed through the flow cell 50 is stored.

試料制御部30は、気体試料容器31と、送気ポンプ32と、流量制御装置33と、排気フィルタ34と、から構成され、試料流路35を介して各々が接続されている。   The sample control unit 30 includes a gas sample container 31, an air supply pump 32, a flow rate control device 33, and an exhaust filter 34, and each is connected via a sample channel 35.

気体試料容器31は、気体である試料が貯蔵される容器である。このような容器としては、テドラーバッグ等が挙げられる。   The gas sample container 31 is a container in which a gas sample is stored. An example of such a container is a Tedlar bag.

試料に含有される基質は、ケトン基、アルデヒド基のいずれかを含む。具体的には、表1に示すように、酵素としてホルムアルデヒド脱水素酵素(FALDH)を用いる場合、基質は、ホルムアルデヒド(補酵素:NAD+)である。酵素として一級アルコール脱水素酵素(ADH)を用いる場合、基質は、アセトアルデヒド(補酵素:NADH)、エタノール(補酵素:NAD+)である。酵素として二級アルコール脱水素酵素(S−ADH)を用いる場合、基質は、アセトン(補酵素:NADH)、2−プロパノ−ル(補酵素:NAD+)などである。酵素としてアルデヒド脱水素酵素(ALDH)を用いる場合、基質は、アセトアルデヒド、または2−ノネナール(補酵素:NAD+)などである。   The substrate contained in the sample contains either a ketone group or an aldehyde group. Specifically, as shown in Table 1, when formaldehyde dehydrogenase (FALDH) is used as the enzyme, the substrate is formaldehyde (coenzyme: NAD +). When primary alcohol dehydrogenase (ADH) is used as the enzyme, the substrates are acetaldehyde (coenzyme: NADH) and ethanol (coenzyme: NAD +). When secondary alcohol dehydrogenase (S-ADH) is used as the enzyme, the substrate is acetone (coenzyme: NADH), 2-propanol (coenzyme: NAD +), or the like. When aldehyde dehydrogenase (ALDH) is used as the enzyme, the substrate is acetaldehyde, 2-nonenal (coenzyme: NAD +), or the like.

Figure 2019037212
送気ポンプ32は、試料が気体試料容器31から排気フィルタ34側に向かって流れるように試料流路35内に圧力を生じさせるポンプである。
Figure 2019037212
The air supply pump 32 is a pump that generates pressure in the sample channel 35 so that the sample flows from the gas sample container 31 toward the exhaust filter 34 side.

流量制御装置33は、試料流路35内に設けられた絞り(図示せず)の開度を調節することで、試料流路35に流入する試料の量を制御する。   The flow control device 33 controls the amount of the sample flowing into the sample channel 35 by adjusting the opening of a throttle (not shown) provided in the sample channel 35.

図2は、光学部40の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the optical unit 40.

図2に示すように、光学部40は、光源部41と、プローブ管としての2分岐光ファイバ42と、検出部43と、から構成されている。   As shown in FIG. 2, the optical unit 40 includes a light source unit 41, a bifurcated optical fiber 42 as a probe tube, and a detection unit 43.

光源部41は、励起光源44と、バンドパスフィルタ45と、を有して構成され、それぞれ2分岐光ファイバ42に接続されている。   The light source unit 41 includes an excitation light source 44 and a band pass filter 45 and is connected to the two-branch optical fiber 42.

励起光源44は、紫外光を発光する発光ダイオードを用いることができる。紫外光を発光するものとしては、紫外レーザーダイオードや水銀ランプであってもよい。   As the excitation light source 44, a light emitting diode that emits ultraviolet light can be used. As a device that emits ultraviolet light, an ultraviolet laser diode or a mercury lamp may be used.

バンドパスフィルタ45は、特定の帯域の波長を通過させるものである。透過させる帯域は、補酵素が励起する帯域である。例えば、補酵素にNADHを用いた場合、NADHは340nmの紫外線を吸収して蛍光を発するが、NAD+は340nmの紫外線を吸収しない。したがって、バンドパスフィルタ45の透過させる波長の範囲は、330〜350nmとするとよい。   The band pass filter 45 allows a wavelength in a specific band to pass. The band to be transmitted is a band where the coenzyme is excited. For example, when NADH is used as a coenzyme, NADH absorbs 340 nm ultraviolet light and emits fluorescence, but NAD + does not absorb 340 nm ultraviolet light. Therefore, the wavelength range transmitted by the band pass filter 45 is preferably 330 to 350 nm.

検出部43は、励起光の光量及び蛍光の光量に基づいて試料気体中における基質の濃度を検出する検出器46と、バンドパスフィルタ47と、によって構成され、それぞれ2分岐光ファイバ42に接続されている。   The detection unit 43 includes a detector 46 that detects the concentration of the substrate in the sample gas based on the amount of excitation light and the amount of fluorescence, and a band-pass filter 47, and each is connected to the two-branch optical fiber 42. ing.

検出器46は、光電子増倍管、フォトダイオード検出器などを含む分光光度計が用いられる。   The detector 46 is a spectrophotometer including a photomultiplier tube, a photodiode detector, or the like.

バンドパスフィルタ47は、特定の帯域の波長を通過させるものである。透過させる帯域は、補酵素から発せられた蛍光の波長を含む帯域である。励起により生じる蛍光の波長は、NADHの場合、450〜510nm、より具体的には491nm付近である。したがって、例えば、補酵素にNADH又はNADPHを用いた場合、バンドパスフィルタ47が透過させる波長の範囲は、450〜510nmにするとよい。   The band pass filter 47 allows a wavelength in a specific band to pass. The band to be transmitted is a band including the wavelength of fluorescence emitted from the coenzyme. In the case of NADH, the wavelength of fluorescence generated by excitation is 450 to 510 nm, more specifically, around 491 nm. Therefore, for example, when NADH or NADPH is used as a coenzyme, the wavelength range transmitted by the band-pass filter 47 may be 450 to 510 nm.

2分岐光ファイバ42は、内部に蛍光又は励起光の導光路が形成されるものである。2分岐光ファイバ42は、二又に分岐する一方の第1の導光路42aは光源部41側に接続され、他方の第2の導光路42bは検出器46側に接続される。また、第1の導光路42aと第2の導光路42b分岐端から延びる先端部42cがフローセル50に接続されている。   The bifurcated optical fiber 42 has a light guide path for fluorescence or excitation light formed therein. In the bifurcated optical fiber 42, one of the first light guide paths 42a bifurcated is connected to the light source section 41 side, and the other second light guide path 42b is connected to the detector 46 side. In addition, a tip 42c extending from the branch end of the first light guide path 42a and the second light guide path 42b is connected to the flow cell 50.

図3は、フローセル50の構造を示す拡大断面図である。尚、図中の矢印は、溶液及び試料の流れ方向を示す。フローセル50は円筒状、もしくは略直方体の箱状に形成される。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of the flow cell 50. In addition, the arrow in a figure shows the flow direction of a solution and a sample. The flow cell 50 is formed in a cylindrical shape or a substantially rectangular parallelepiped box shape.

フローセル50は、上面50aから底面50bにかけて貫通して形成された第1の貫通孔51と、右側面から左側面にかけて貫通して形成された第2の貫通孔52とを有している。第1の貫通孔51と第2の貫通孔52とは、それぞれ内部で接続されている。   The flow cell 50 has a first through hole 51 formed so as to penetrate from the upper surface 50a to the bottom surface 50b, and a second through hole 52 formed so as to penetrate from the right side surface to the left side surface. The first through hole 51 and the second through hole 52 are respectively connected inside.

第1の貫通孔51は上面50a側から2分岐光ファイバ42の先端部42cが挿入されている。先端部42cには、この先端部42cを覆うようにシリコーン部材60が装着されている。シリコーン部材60は、第1の貫通孔51の上面50a側から底面50b側に向かって第1の貫通孔51を塞ぐように設けられている。   In the first through hole 51, the tip end portion 42c of the bifurcated optical fiber 42 is inserted from the upper surface 50a side. A silicone member 60 is attached to the distal end portion 42c so as to cover the distal end portion 42c. The silicone member 60 is provided so as to close the first through hole 51 from the upper surface 50a side to the bottom surface 50b side of the first through hole 51.

第1の貫通孔51の底面50b側は、酵素保持部としての固定化膜70が第1の貫通孔51の底面50b側を塞ぐように設けられている。   On the bottom surface 50 b side of the first through hole 51, an immobilization film 70 as an enzyme holding portion is provided so as to block the bottom surface 50 b side of the first through hole 51.

第2の貫通孔52の右側面側孔52aは、補酵素溶液サーバ21側に形成される上流側の溶液流路25の端部に形成されたフランジ25fをフローセル50の右側面に固定することによって上流側の溶液流路25に接続されている。   The right side hole 52 a of the second through hole 52 fixes the flange 25 f formed at the end of the upstream solution flow path 25 formed on the coenzyme solution server 21 side to the right side of the flow cell 50. To the upstream solution flow path 25.

第2の貫通孔52の左側面側孔52bは、廃液容器23側に形成される下流側の溶液流路25の端部に形成されたフランジ25fをフローセル50の側面に固定することによって下流側の溶液流路25に接続されている。   The left side hole 52b of the second through hole 52 is formed on the downstream side by fixing a flange 25f formed at the end of the downstream solution channel 25 formed on the waste liquid container 23 side to the side surface of the flow cell 50. Are connected to the solution flow path 25.

これらの第1の貫通孔51、第2の貫通孔52、シリコーン部材60及び固定化膜70によって溶液が流れる溶液流路25が内部に形成されている。   The first through hole 51, the second through hole 52, the silicone member 60, and the immobilizing film 70 form a solution flow path 25 through which a solution flows.

したがって、先端部42cから照射された励起光は溶液流路25の内部に直接的に照射される。また、溶液流路25内部に流れる溶液は、固定化膜70に接触可能となっている。   Therefore, the excitation light irradiated from the tip end portion 42 c is directly irradiated into the solution channel 25. Further, the solution flowing inside the solution flow path 25 can come into contact with the immobilization film 70.

固定化膜70は、膜材料である担体上に酵素が固定化されたものである。固定化膜70は、酵素を保持する酵素保持面が補酵素流路の流通方向に沿って形成されている。担体としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等が挙げられる。担体の厚みは、好ましくは1μm〜200μmであり、更に好ましくは10μm〜100μmである。   The immobilization membrane 70 is obtained by immobilizing an enzyme on a carrier that is a membrane material. The immobilization film 70 has an enzyme holding surface for holding an enzyme formed along the flow direction of the coenzyme channel. Examples of the carrier include polytetrafluoroethylene, polydimethylsiloxane, polypropylene, polyethylene, polymethyl methacrylate, polystyrene and the like. The thickness of the carrier is preferably 1 μm to 200 μm, more preferably 10 μm to 100 μm.

担体上に酵素を固定する方法としては、例えば、酵素とポリマーとを混合して担体上に塗布し乾燥することが挙げられる。酵素と混合するポリマーとしては、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール又はポリビニルアルコールにSbQの光官能基を組み合わせたPVA−SbQ、SPP−H13、ホスホリルコリン基を含むポリマー等が挙げられる。酵素を担体に固定化する他の方法として、グルタルアルデヒドの架橋によって行ってもよい。   As a method for immobilizing an enzyme on a carrier, for example, an enzyme and a polymer are mixed, coated on the carrier and dried. Examples of the polymer mixed with the enzyme include polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, or a polymer containing PVA-SbQ, SPP-H13, a phosphorylcholine group obtained by combining a photofunctional group of SbQ with polyvinyl alcohol. As another method for immobilizing an enzyme on a carrier, it may be performed by cross-linking of glutaraldehyde.

酵素は、補酵素(電子供与体)としてNADH又はNADPHを用いる場合、例えば、アラニン脱水素酵素、アルコール脱水素酵素、アルデヒド脱水素酵素、イソクエン酸脱水素酵素、ウリジン−5’−ジホスフォ−グルコース脱水素酵素、ガラクトース脱水素酵素、ギ酸脱水素酵素、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素、グリセロール脱水素酵素、グリセロール−3−リン酸脱水素酵素、グルコース脱水素酵素、グルコース−6−リン酸脱水素酵素、グルタミン酸脱水素酵素、コレステロール脱水素酵素、サルコシン脱水素酵素、ソルビトール脱水素酵素、炭酸脱水素酵素、乳酸脱水素酵素、3−ヒドロキシ酪酸脱水素酵素、ピルビン酸脱水素酵素、フルクトース脱水素酵素、6−ホスフォグルコン酸脱水素酵素、ホルムアルデヒド脱水素酵素、マンニトール脱水素酵素、リンゴ酸脱水素酵素、ロイシン脱水素酵素等を挙げることができ、特に、NADH又はNADPHを電子供与体として用いてケトン(アセトン、2−ブタノン、2−ペンタノンなど)またはアルデヒド(ノネナール、エチルビニルケトンなど)を還元する酵素、より具体的には、二級アルコール脱水素酵素(S−ADH)(二級アルコール脱水素酵素(secondary alcohol dehydrogenase) EC:1.1.1.x)、エノン還元酵素(ER1)(エノン還元酵素(enone reductase type 1, ER1))等が利用できる。   When NADH or NADPH is used as a coenzyme (electron donor), for example, alanine dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, aldehyde dehydrogenase, isocitrate dehydrogenase, uridine-5′-diphospho-glucose dehydration Elementary enzyme, galactose dehydrogenase, formate dehydrogenase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, glycerol dehydrogenase, glycerol-3-phosphate dehydrogenase, glucose dehydrogenase, glucose-6-phosphorus Acid dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, cholesterol dehydrogenase, sarcosine dehydrogenase, sorbitol dehydrogenase, carbonic acid dehydrogenase, lactate dehydrogenase, 3-hydroxybutyrate dehydrogenase, pyruvate dehydrogenase, fructose Dehydrogenase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, formaldehyde Examples include dehydrogenase, mannitol dehydrogenase, malate dehydrogenase, and leucine dehydrogenase. Particularly, ketones (acetone, 2-butanone, 2-pentanone, etc.) using NADH or NADPH as an electron donor ) Or aldehyde (nonenal, ethyl vinyl ketone, etc.), more specifically, secondary alcohol dehydrogenase (S-ADH) (secondary alcohol dehydrogenase) EC: 1.1.1 .x), enone reductase (ER1) (enone reductase type 1, ER1) and the like can be used.

励起光の照射方向であって、フローセル50の第1の貫通孔51の下方には試料流路35が設けられている。すなわち、励起光の照射方向上において、溶液流路25、試料流路35の順にそれぞれ配設されている。   A sample flow path 35 is provided below the first through-hole 51 of the flow cell 50 in the excitation light irradiation direction. That is, the solution channel 25 and the sample channel 35 are arranged in this order in the excitation light irradiation direction.

試料流路35は、フローセル50の底面50b側と嵌合するための嵌合孔35hが形成されている。試料流路35の嵌合孔35hには、反射部80が嵌合孔35hを塞ぐように固定化膜70と接して設けられている。反射部80は、励起光の照射方向上において、固定化膜70と試料流路35間に設けられている。また、固定化膜70は、酵素が溶液及び試料に接触可能であり、かつ溶液流路25と試料流路35とを隔てる隔膜となる。   The sample channel 35 is formed with a fitting hole 35 h for fitting with the bottom surface 50 b side of the flow cell 50. In the fitting hole 35h of the sample channel 35, the reflecting portion 80 is provided in contact with the immobilization film 70 so as to block the fitting hole 35h. The reflection unit 80 is provided between the immobilization film 70 and the sample flow channel 35 in the excitation light irradiation direction. The immobilization membrane 70 is a diaphragm that allows the enzyme to contact the solution and the sample and separates the solution channel 25 and the sample channel 35.

固定化膜70は、溶液流路25に対向して形成される面が親水性を有する。これにより、気体試料を溶液流路25側に容易に通すことができる。親水性は、親水性処理を膜の表面に施すことによって得ることができる。親水性処理は、例えば、親水性を有する樹脂材を含むコート剤を塗布すること等が挙げられる。   The immobilization film 70 has a hydrophilic surface formed to face the solution flow path 25. Thereby, a gas sample can be easily passed to the solution flow path 25 side. Hydrophilicity can be obtained by applying a hydrophilic treatment to the surface of the membrane. Examples of the hydrophilic treatment include applying a coating agent containing a hydrophilic resin material.

反射部80は、補酵素から発せられた蛍光を先端部42cに反射させると共に、光源部41から照射された励起光をフローセル50の溶液流路25を流れる補酵素に向けて反射させるように設けられている。   The reflection part 80 is provided so as to reflect the fluorescence emitted from the coenzyme to the tip part 42 c and to reflect the excitation light emitted from the light source part 41 toward the coenzyme flowing through the solution flow path 25 of the flow cell 50. It has been.

具体的には、反射部80は、先端部42cから照射される励起光の照射方向に対して垂直な面を有するように、フローセル50の上面50aの形成方向に対して略平行に設けられる。   Specifically, the reflecting portion 80 is provided substantially parallel to the formation direction of the upper surface 50a of the flow cell 50 so as to have a surface perpendicular to the irradiation direction of the excitation light emitted from the distal end portion 42c.

反射部80は、気体試料を溶液流路25側に通すと共に、溶液を試料通路35側に通さない多孔質の樹脂膜である。樹脂膜の素材としては、PTFE(Polytetrafluoroethylene)、PVDF(PolyVinylidene DiFluoride)、ニトロセルロース等を用いることができる。   The reflecting unit 80 is a porous resin film that allows a gas sample to pass through the solution flow path 25 and does not pass a solution through the sample passage 35. As a material for the resin film, PTFE (Polytetrafluoroethylene), PVDF (PolyVinylidene DiFluoride), nitrocellulose, or the like can be used.

これらの樹脂素材は、検出の妨げとなる不要な蛍光が発生しないものが好ましい。すなわち、補酵素が発する蛍光の波長と重複する波長(ピーク波長460nm)の蛍光を発しないものが好ましい。不要な蛍光を出さないものとしては、例えば、バイオラッド社製の低蛍光 イミュン-ブロット PVDF メンブレンが挙げられる。   These resin materials are preferably those that do not generate unnecessary fluorescence that hinders detection. That is, those which do not emit fluorescence having a wavelength overlapping with the wavelength of fluorescence emitted by the coenzyme (peak wavelength 460 nm) are preferable. An example of a material that does not emit unnecessary fluorescence is a low-fluorescence immunoblot PVDF membrane manufactured by Bio-Rad.

反射部80の一例としては、疎水性を有するPTFE膜で、ポア径:0.2μm、空隙率:74%、膜の厚さ:80μm、波長340nmにおける反射率:98%,波長490nmにおける反射率92%のものが挙げられる。   As an example of the reflecting part 80, a PTFE film having hydrophobicity, pore diameter: 0.2 μm, porosity: 74%, film thickness: 80 μm, reflectance at a wavelength of 340 nm: 98%, reflectance at a wavelength of 490 nm 92% is mentioned.

反射部80は、試料流路35に対向して形成される面が疎水性を有する。これにより、溶液が試料流路35側に漏れ出すことを効果的に防止できる。反射部80を疎水性にするには、例えば、疎水性の樹脂を反射部80として用いること等が挙げられる。   The reflecting part 80 has a hydrophobic surface formed to face the sample channel 35. Thereby, it is possible to effectively prevent the solution from leaking to the sample channel 35 side. In order to make the reflecting portion 80 hydrophobic, for example, a hydrophobic resin is used as the reflecting portion 80.

尚、固定化膜70と反射部80とは、フローセル50の側面にOリング90によって共に固定される。   The immobilization film 70 and the reflection portion 80 are fixed together on the side surface of the flow cell 50 by an O-ring 90.

以上で説明したように、光源部41から第1の導光路42aと先端部42cを介して照射された励起光はフローセル50の溶液流路25内に照射される。溶液流路25内に照射された励起光は、反射部80によって反射される。これにより、反射された励起光が再びフローセル内の溶液流路25内を照射することになる。この結果、補酵素は励起光を受光する機会が増加する。したがって、補酵素から発せられる蛍光の光量を増加させることができる。このため、検出器46の検出精度を高めることができる。   As described above, the excitation light irradiated from the light source section 41 through the first light guide path 42a and the tip section 42c is irradiated into the solution flow path 25 of the flow cell 50. The excitation light irradiated into the solution flow path 25 is reflected by the reflection unit 80. Thereby, the reflected excitation light irradiates the inside of the solution flow path 25 in the flow cell again. As a result, the coenzyme has an increased opportunity to receive excitation light. Therefore, the amount of fluorescence emitted from the coenzyme can be increased. For this reason, the detection accuracy of the detector 46 can be increased.

また、反射部80によって蛍光が反射されることにより、検出部43に導光される蛍光の光量が増加することになる。したがって、検出器46の検出精度を高めることができる。   In addition, the amount of fluorescent light guided to the detection unit 43 increases as the fluorescent light is reflected by the reflecting unit 80. Therefore, the detection accuracy of the detector 46 can be increased.

このように、反射部80は、励起光、蛍光を反射することにより、励起光、蛍光の光量が増加し、検出対象である基質の検出効率を高めることが可能となる。   As described above, the reflection unit 80 reflects the excitation light and the fluorescence, thereby increasing the light amounts of the excitation light and the fluorescence and increasing the detection efficiency of the substrate that is the detection target.

尚、反射部80は、膜状に形成されるように説明した。しかし、反射部80は膜状のものに限られず、例えば板状のPTFEで構成してもよい。板状のPTFEで反射部80を構成した場合は、誘電体多層膜を設けて反射機能を有するようにしてもよい。板状の反射部80を用いることにより、反射部80の剛性を高めることができる。したがって、溶液の加圧範囲を広げることができる。   In addition, it demonstrated that the reflection part 80 was formed in the film form. However, the reflecting part 80 is not limited to a film-like one, and may be constituted by, for example, a plate-like PTFE. When the reflection part 80 is configured by plate-like PTFE, a dielectric multilayer film may be provided to have a reflection function. By using the plate-like reflecting portion 80, the rigidity of the reflecting portion 80 can be increased. Therefore, the pressure range of the solution can be expanded.

また、反射部80は、樹脂素材に限られず、例えば、メッシュ状の金属フィルタを用いてもよい。   Moreover, the reflection part 80 is not restricted to a resin material, For example, you may use a mesh-shaped metal filter.

酵素保持部としての固定化膜70と反射部80は、別部材で構成されるように説明した。しかし、酵素保持部を反射部80と一体に形成し、酵素を保持すると共に、励起光又は蛍光を反射するようにしてもよい。   It has been described that the immobilization film 70 as the enzyme holding unit and the reflection unit 80 are configured as separate members. However, the enzyme holding part may be formed integrally with the reflecting part 80 to hold the enzyme and reflect excitation light or fluorescence.

この場合には、反射部80を構成する膜の表面に酵素を固定する方法と、多孔質の膜であればその膜の孔に酵素を埋め込む方法とがある。膜の表面に酵素を固定する場合は、酵素を膜上に塗布し乾燥する方法を用いると良い。膜の孔に酵素を埋め込む場合は、グルタルアルデヒドで酵素を架橋して酵素を埋め込む方法を用いると良い。   In this case, there are a method of fixing the enzyme on the surface of the film constituting the reflecting portion 80 and a method of embedding the enzyme in the pores of the film if it is a porous film. When the enzyme is immobilized on the surface of the membrane, a method of applying the enzyme on the membrane and drying it may be used. When the enzyme is embedded in the pores of the membrane, it is preferable to use a method in which the enzyme is embedded by crosslinking the enzyme with glutaraldehyde.

補酵素から発せられた蛍光が反射部80で検出器46に向かって反射されるだけでなく、光源部41から照射された励起光も反射部80で補酵素に向かって反射されるため、補酵素の励起効率も改善され、蛍光強度を高めること、すなわち、検出器46に導かれる蛍光の光量を増加させることが可能となる。   Not only is the fluorescence emitted from the coenzyme reflected by the reflector 80 toward the detector 46, but also the excitation light emitted from the light source unit 41 is reflected by the reflector 80 toward the coenzyme. The excitation efficiency of the enzyme is also improved, and it becomes possible to increase the fluorescence intensity, that is, to increase the amount of fluorescence guided to the detector 46.

上記のバイオセンサ10について、アセトンを検出対象として以下の通り実験を行った。尚、補酵素にNADH、酵素にS−ADHを用いた。実験の諸条件は下記の通りである。
−溶液
pH7.5、0.1Mのリン酸緩衝液(PB)を用いて50μMのNADHを含むリン酸緩衝液(溶液)が調製された。PBの調製は、0.1Mのリン酸水素二カリウムを0.1Mのリン酸二水素カリウムに徐々に加えることにより行われた。溶液流路25の溶液の流速は、200ml/minとした。
−試料ガス
ガスジェネレータ(PD−1B−2、株式会社ガステック)を用いて、アセトン蒸気が調製された。試料流路35の試料の流速は200ml/minとした。試料流路35には最初に高純度空気が流され、測定開始から4分経過後にアセトン蒸気が流された。
−光源部41
UV−LED(DOWA Electronics Materials Co., Ltd製UF4VL-1H33 ピーク波長340nm)を光源部41として用いた。このUV−LEDにUV−LED電源(GS200、横河電機株式会社)を接続した。
−検出器46
検出器46として光電子倍増管(C9692、浜松ホトニクス株式会社)を使用した。
−バンドパスフィルタ45,47
光源部41側に用いられたバンドパスフィルタ45の透過波長は、330〜350nmである。検出器46側に用いられたバンドパスフィルタ47の透過波長は、480〜500nmである。
−フローセル50
溶液流路25の直径が4mmに形成されたPMMA(Polymethyl methacrylate)セルを用いた。
−反射部80
PTFE膜(ADVANTEC社製 T020A047A)を用いた。この膜は、ポア径:0.2μm、空隙率:74%、膜の厚さ:80μm、波長340nmにおける反射率:98%,波長490nmにおける反射率92%である。

(比較例)
実施例の反射部80を設けないこと以外は全て実施例と同じく構成した。

(蛍光強度測定)
以上の条件で行った実施例と比較例の蛍光強度測定を行った。図4は、測定時間に対する蛍光強度を測定したグラフを示す図である。図中の太線は本実施例の測定時間に対する蛍光強度を示す。図中の細線は反射部80を設けていない比較例の測定時間に対する蛍光強度を示す。
About said biosensor 10, experiment was conducted as follows by making acetone into a detection target. Note that NADH was used as a coenzyme and S-ADH was used as an enzyme. The conditions of the experiment are as follows.
-Solution A phosphate buffer (solution) containing 50 μM NADH was prepared using pH 7.5, 0.1 M phosphate buffer (PB). PB was prepared by gradually adding 0.1 M dipotassium hydrogen phosphate to 0.1 M potassium dihydrogen phosphate. The flow rate of the solution in the solution channel 25 was 200 ml / min.
-Sample gas Acetone vapor was prepared using a gas generator (PD-1B-2, Gastec Co., Ltd.). The flow rate of the sample in the sample channel 35 was 200 ml / min. First, high-purity air was caused to flow through the sample channel 35, and acetone vapor was allowed to flow after 4 minutes from the start of measurement.
-Light source unit 41
A UV-LED (UF4VL-1H33 peak wavelength 340 nm manufactured by DOWA Electronics Materials Co., Ltd.) was used as the light source unit 41. A UV-LED power source (GS200, Yokogawa Electric Corporation) was connected to this UV-LED.
Detector 46
As the detector 46, a photomultiplier tube (C9692, Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used.
-Bandpass filters 45, 47
The transmission wavelength of the band pass filter 45 used on the light source unit 41 side is 330 to 350 nm. The transmission wavelength of the band pass filter 47 used on the detector 46 side is 480 to 500 nm.
-Flow cell 50
A PMMA (Polymethyl methacrylate) cell in which the diameter of the solution channel 25 was formed to 4 mm was used.
-Reflector 80
A PTFE membrane (T020A047A manufactured by ADVANTEC) was used. This film has a pore diameter of 0.2 μm, a porosity of 74%, a film thickness of 80 μm, a reflectance at a wavelength of 340 nm: 98%, and a reflectance at a wavelength of 490 nm of 92%.

(Comparative example)
All of the configurations were the same as in the example except that the reflector 80 of the example was not provided.

(Fluorescence intensity measurement)
The fluorescence intensity measurement of the Example performed on the above conditions and a comparative example was performed. FIG. 4 is a graph showing the fluorescence intensity measured with respect to the measurement time. The bold line in the figure indicates the fluorescence intensity with respect to the measurement time of this example. The thin line in the figure indicates the fluorescence intensity with respect to the measurement time of the comparative example in which the reflecting portion 80 is not provided.

図4において示されるように、本実施例の出力信号は比較例の3.9倍であった。また、実施例の信号品質は比較例よりも+3.0dB高かった。   As shown in FIG. 4, the output signal of this example was 3.9 times that of the comparative example. The signal quality of the example was +3.0 dB higher than the comparative example.

反射部80は、嵌合孔35hを塞ぐようにして固定化膜70と試料流路35の間に設けられるものであった。しかし、反射部80は、固定化膜70から離れた試料流路35に設けられるものであってもよい。   The reflection part 80 was provided between the immobilization film 70 and the sample flow path 35 so as to close the fitting hole 35h. However, the reflection unit 80 may be provided in the sample flow path 35 away from the immobilization film 70.

図5は、変形例1に係るフローセルの構成を示す検出装置の断面図であって、反射部80が、試料流路35に設けられている態様を示す図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the detection apparatus showing the configuration of the flow cell according to the first modification, and is a view showing an aspect in which the reflecting section 80 is provided in the sample flow path 35.

図5に示すように、反射部80は、励起光の照射方向上であって、試料流路35内において下側の内壁面に接して設けられている。   As shown in FIG. 5, the reflector 80 is provided in contact with the lower inner wall surface in the sample channel 35 in the excitation light irradiation direction.

このようにして反射部80を設けた場合は、試料が反射部80を介して固定化膜70に達するようにする必要がないため、反射部80は多孔質であることや、親水性を有する必要はない。   When the reflecting portion 80 is provided in this way, the sample does not need to reach the immobilization film 70 via the reflecting portion 80, and therefore the reflecting portion 80 is porous or has hydrophilicity. There is no need.

尚、反射部80は湾曲して形成されるようにしてもよい。   Note that the reflecting portion 80 may be formed to be curved.

図6は、変形例1に係る他のフローセルの構成を示す検出装置の断面図であって、反射部80が湾曲して形成される態様を示す図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view of a detection apparatus showing the configuration of another flow cell according to the first modification, and is a view showing an aspect in which the reflecting portion 80 is formed to be curved.

図6に示すように、反射部80は、固定化膜70に対向する面が凹面を有するように湾曲して形成される。   As shown in FIG. 6, the reflecting portion 80 is formed to be curved so that the surface facing the immobilization film 70 has a concave surface.

このように反射部80を形成した場合は、反射部80は、先端部42cの最先端に対する焦点距離となるように設けられているとよい。反射部80は、焦点距離となるように設けられていることにより、試料流路35にまで到達した励起光及び蛍光をそれぞれ溶液流路25及び先端部42cに向けて効率的に反射させることができる。   When the reflection part 80 is formed in this way, the reflection part 80 may be provided so as to have a focal length with respect to the most distal end of the tip part 42c. The reflection unit 80 is provided so as to have a focal length, so that the excitation light and the fluorescence reaching the sample channel 35 can be efficiently reflected toward the solution channel 25 and the tip 42c, respectively. it can.

図7は、変形例2に係るフローセルの構成を示す検出装置の断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the detection apparatus showing the configuration of the flow cell according to the second modification.

図7に示すように、固定化膜70の酵素保持面に対して平行に位置するように検出器46の受光面46aが設けられている。また、光源部41から照射される励起光の光軸Aは、受光面46aに垂直な方向に対して角度を有するように光源部41が設けられている。   As shown in FIG. 7, the light receiving surface 46 a of the detector 46 is provided so as to be positioned parallel to the enzyme holding surface of the immobilization film 70. Further, the light source unit 41 is provided so that the optical axis A of the excitation light emitted from the light source unit 41 has an angle with respect to a direction perpendicular to the light receiving surface 46a.

このように光源部41と検出器46を配置することで、光源部41から照射される励起光の光軸Aと、補酵素から発せられる蛍光の検出部43までの光軸Bとは、互いに異なることになる。   By arranging the light source unit 41 and the detector 46 in this way, the optical axis A of the excitation light emitted from the light source unit 41 and the optical axis B to the detection unit 43 of the fluorescence emitted from the coenzyme are mutually connected. Will be different.

励起光の光軸Aと蛍光の光軸Bとをずらすことにより、検出器46への励起光導光を回避することができる。したがって、検出器46の検出バックグランドレベルの上昇を抑えることができるため、ノイズを小さくすることができる。   By shifting the optical axis A of the excitation light and the optical axis B of the fluorescence, the excitation light guide to the detector 46 can be avoided. Therefore, since an increase in the detection background level of the detector 46 can be suppressed, noise can be reduced.

また、光軸Aと光軸Bとをずらすことにより、蛍光が分岐されることなく直接的に受光側である検出器46に向かうため、検出器46がロスなく蛍光を受光することが可能になる。   Further, by shifting the optical axis A and the optical axis B, the fluorescence goes directly to the detector 46 on the light receiving side without branching, so that the detector 46 can receive the fluorescence without loss. Become.

尚、固定化膜70が小さく形成される場合であっても、反射部80によって励起光が反射されるため、固定化膜70に励起光を照射することが容易になる。   Even when the immobilization film 70 is formed to be small, the excitation light is reflected by the reflecting portion 80, so that the immobilization film 70 can be easily irradiated with the excitation light.

10 バイオセンサ
20 溶液制御部
25 補酵素流路
30 試料制御部
35 試料流路
40 光学部
41 光源部
43 検出部
50 フローセル
70 固定化膜
80 反射部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Biosensor 20 Solution control part 25 Coenzyme flow path 30 Sample control part 35 Sample flow path 40 Optical part 41 Light source part 43 Detection part 50 Flow cell 70 Immobilization film | membrane 80 Reflection part

Claims (9)

補酵素が励起光によって励起されることで発せられる蛍光に基づいて、試料気体中に含まれる検出対象を検出する検出装置であって、
前記補酵素と共に前記試料気体の反応を触媒する酵素を保持する酵素保持部と、
前記励起光及び前記蛍光の少なくとも一方を反射する反射部と、
を有することを特徴とする検出装置。
A detection device that detects a detection target contained in a sample gas based on fluorescence emitted when a coenzyme is excited by excitation light,
An enzyme holding unit for holding an enzyme that catalyzes the reaction of the sample gas with the coenzyme;
A reflecting portion that reflects at least one of the excitation light and the fluorescence;
A detection apparatus comprising:
前記検出装置は、
前記蛍光の光量に基づき、前記試料気体中における前記検出対象の濃度を検出する検出部を備えることを特徴とする請求項1に記載の検出装置。
The detection device includes:
The detection apparatus according to claim 1, further comprising a detection unit configured to detect a concentration of the detection target in the sample gas based on the amount of fluorescence.
所定の照射方向に励起光を照射する光源部と、
一の状態において前記励起光により励起されて蛍光を発する補酵素を含む溶液が流通可能であり、かつ前記照射方向に配された補酵素流路と、
前記補酵素流路に面し、前記照射方向に設けられ、かつ前記補酵素に対する酵素を保持する酵素保持部と、
前記酵素保持部によって前記補酵素流路と隔てられ、かつ試料気体が流通可能な試料流路と、
前記酵素保持部からみて前記試料流路側の領域に配され、前記励起光及び前記蛍光の少なくとも一方を反射する反射部と、
前記蛍光を検出する検出部と、
を有することを特徴とする検出装置。
A light source unit that emits excitation light in a predetermined irradiation direction;
A solution containing a coenzyme that is excited by the excitation light in one state and emits fluorescence, and a coenzyme channel disposed in the irradiation direction;
An enzyme holding part facing the coenzyme channel, provided in the irradiation direction, and holding an enzyme for the coenzyme;
A sample channel that is separated from the coenzyme channel by the enzyme holding unit and through which a sample gas can flow;
A reflective portion that is disposed in a region on the sample flow channel side as viewed from the enzyme holding portion and reflects at least one of the excitation light and the fluorescence;
A detection unit for detecting the fluorescence;
A detection apparatus comprising:
前記反射部は、前記試料流路側の面が疎水性を有することを特徴とする請求項3に記載の検出装置。   The detection apparatus according to claim 3, wherein the reflection portion has a hydrophobic surface on the sample flow channel side. 前記反射部は、前記励起光の照射方向上にかつ、前記試料流路に設けられることを特徴とする請求項3又は4に記載の検出装置。   The detection apparatus according to claim 3, wherein the reflection unit is provided in the sample channel in the irradiation direction of the excitation light. 前記光源部及び前記検出部は、前記光源部から照射される前記励起光の光軸と、前記励起光により励起されて発せられる前記蛍光の光軸とが互いに異なるように配置されていることを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載の検出装置。   The light source unit and the detection unit are arranged such that an optical axis of the excitation light emitted from the light source unit and an optical axis of the fluorescence emitted by being excited by the excitation light are different from each other. The detection apparatus according to claim 3, wherein the detection apparatus is characterized in that 前記反射部は、前記照射方向に対向する面に凹面が形成されていることを特徴とする請求項3ないし6のいずれかに記載の検出装置。   The detection device according to claim 3, wherein the reflecting portion has a concave surface formed on a surface facing the irradiation direction. 所定の照射方向に励起光を照射する光源部と、
一の状態において前記励起光により励起されて蛍光を発する補酵素を含む溶液が流通可能であり、かつ前記照射方向に配された補酵素流路と、
前記補酵素流路に面し、前記照射方向に設けられ、かつ前記補酵素に対する酵素を保持すると共に、前記励起光又は前記蛍光を反射する酵素保持部と、
前記酵素保持部によって前記補酵素流路と隔てられ、かつ試料気体が流通可能な試料流路と、
前記蛍光を検出する検出部と、
を有することを特徴とする検出装置。
A light source unit that emits excitation light in a predetermined irradiation direction;
A solution containing a coenzyme that is excited by the excitation light in one state and emits fluorescence, and a coenzyme channel disposed in the irradiation direction;
An enzyme holding part facing the coenzyme channel, provided in the irradiation direction, and holding an enzyme for the coenzyme, and reflecting the excitation light or the fluorescence;
A sample channel that is separated from the coenzyme channel by the enzyme holding unit and through which a sample gas can flow;
A detection unit for detecting the fluorescence;
A detection apparatus comprising:
前記酵素保持部は、前記試料流路側の面が疎水性を有することを特徴とする請求項8に記載の検出装置。   The detection apparatus according to claim 8, wherein the enzyme holding unit has a hydrophobic surface on the sample channel side.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020171240A (en) * 2019-04-11 2020-10-22 パイオニア株式会社 Flow cell for detecting gas component and gas component detector
WO2023008399A1 (en) * 2021-07-27 2023-02-02 国立大学法人東京医科歯科大学 Material for trapping substance in gas phase, and method for trapping substance in gas phase

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015031610A (en) * 2013-08-02 2015-02-16 デンカ生研株式会社 Detection light enhancing method using light reflective material in immuno-chromatography
JP2016220573A (en) * 2015-05-28 2016-12-28 国立大学法人 東京医科歯科大学 Biosensor system using UV-LED light source

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015031610A (en) * 2013-08-02 2015-02-16 デンカ生研株式会社 Detection light enhancing method using light reflective material in immuno-chromatography
JP2016220573A (en) * 2015-05-28 2016-12-28 国立大学法人 東京医科歯科大学 Biosensor system using UV-LED light source

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020171240A (en) * 2019-04-11 2020-10-22 パイオニア株式会社 Flow cell for detecting gas component and gas component detector
WO2023008399A1 (en) * 2021-07-27 2023-02-02 国立大学法人東京医科歯科大学 Material for trapping substance in gas phase, and method for trapping substance in gas phase

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