JP2021193966A - 検出装置、検出方法、検出プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】酵素の存在下で、補酵素と基質との反応によって気体試料中の基質を検出する検出装置において、気体試料中の基質の濃度に合わせて補酵素の濃度を変更することなく、基質を検出することが可能な検出装置の提供。【解決手段】気体試料中の化学物質を検出する検出装置であって、補酵素を含む溶液が通過可能に設けられた液体流路と、前記気体試料が通過可能に設けられた気体流路と、一方の面が前記液体流路の一部に接し、他方の面が前記気体流路に接するように設けられ、前記補酵素と反応することで前記気体試料中の化学物質の化学反応を触媒する酵素を保持する酵素保持膜と、前記液体流路の前記酵素保持膜の近傍に前記補酵素を励起する励起光を照射する光照射部と、前記補酵素が励起されることで発生する蛍光を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に応じて、前記励起光が照射された領域における前記溶液の流速を調整する流速調整部と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、気体試料中に含まれる物質を検出する検出装置、検出方法、検出プログラム及び記録媒体に関する。

酵素反応に伴う補酵素の減少を検出することにより、試料中に含まれる特定の化学物質を検出する検出装置が知られている。

例えば、特許文献１には、ＮＡＤＨ等の補酵素に特定の励起光を照射すると蛍光を発することを利用して、試料中の化学物質を検出するバイオセンサシステムが開示されている。当該バイオセンサシステムでは、酵素の存在下で試料中のケトン類等の化学物質と補酵素との反応に伴い補酵素が減少した際に、補酵素が発する蛍光量の減少を検出することで、試料中の化学物質が検出されて定量される。

特開２０１６−２２０５７３号公報

例えば、上記のようなバイオセンサシステムにおいて、気体試料中の基質の濃度に対して、検出に使用する溶液中の補酵素の濃度が低すぎる場合、補酵素のほとんどが消費されてしまい、基質の濃度に合わせて補酵素の濃度を変更する必要があったことが課題の１つとして挙げられる。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、酵素の存在下で補酵素と基質との反応によって、気体試料中の基質を検出する検出装置において、気体試料中の基質の濃度に合わせて補酵素の濃度を変更することなく基質を検出することが可能である検出装置、検出方法、検出プログラム及び記録媒体を提供することを目的の１つとしている。

請求項１に記載の発明は、気体試料中の化学物質を検出する検出装置であって、補酵素を含む溶液が通過可能に設けられた液体流路と、前記気体試料が通過可能に設けられた気体流路と、一方の面が前記液体流路の一部に接し、他方の面が前記気体流路に接するように設けられ、前記補酵素と反応することで前記気体試料中の化学物質の化学反応を触媒する酵素を保持する酵素保持膜と、前記液体流路の前記酵素保持膜の近傍に前記補酵素を励起する励起光を照射する光照射部と、前記補酵素が励起されることで発生する蛍光を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に応じて、前記励起光が照射された領域における前記溶液の流速を調整する流速調整部と、を有することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、気体試料中の化学物質を検出する検出装置であって、補酵素を含む溶液が通過可能に設けられた液体流路と、前記気体試料が通過可能に設けられた気体流路と、一方の面が前記液体流路の一部に接し、他方の面が前記気体流路に接するように設けられ、前記補酵素と反応することで前記気体試料中の化学物質の化学反応を触媒する酵素を保持する酵素保持膜と、前記液体流路の前記酵素保持膜の近傍の照射領域に前記補酵素を励起する励起光を照射する光照射部と、前記補酵素が励起されることで発生する蛍光を検出する検出部と、前記照射領域における前記溶液の流速を調整する流速調整部と、を有する検出装置によって実行される検出方法であって、前記検出部が、前記流速調整部が前記溶液の前記照射領域における流速を第１の流速とした際の前記蛍光の量である第１の蛍光量を計測するステップと、前記検出部が、前記流速調整部が前記溶液の前記照射領域における流速を前記第１の流速よりも速い第２の流速とした際の前記蛍光の量である第２の蛍光量を計測するステップと、前記流速調整部が、前記第１の蛍光量と前記第２の蛍光量との差が所定値以内である場合に、前記溶液の前記照射領域における流速を、前記第２の流速よりも速い流速となるように調整するステップと、を含むことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、コンピュータを備え、気体試料中の化学物質を検出する検出装置であって、補酵素を含む溶液が通過可能に設けられた液体流路と、前記気体試料が通過可能に設けられた気体流路と、一方の面が前記液体流路の一部に接し、他方の面が前記気体流路に接するように設けられ、前記補酵素と反応することで前記気体試料中の化学物質の化学反応を触媒する酵素を保持する酵素保持膜と、前記液体流路の前記酵素保持膜の近傍の照射領域に前記補酵素を励起する励起光を照射する光照射部と、前記補酵素が励起されることで発生する蛍光を検出する検出部と、前記照射領域における前記溶液の流速を調整する流速調整部と、を有する検出装置によって実行される検出プログラムであって、前記コンピュータに、前記検出部が、前記流速調整部が前記溶液の前記照射領域における流速を第１の流速とした際の前記蛍光の量である第１の蛍光量を計測するステップと、前記検出部が、前記流速調整部が前記溶液の前記照射領域における流速を前記第１の流速よりも速い第２の流速とした際の前記蛍光の量である第２の蛍光量を計測するステップと、前記流速調整部が、前記第１の蛍光量と前記第２の蛍光量との差が所定値以内である場合に、前記溶液の前記照射領域における流速を、前記第２の流速よりも速い流速となるように調整するステップと、を実行させることを特徴とする。

実施例に係る検出装置の構成を示すブロック図である。 実施例に係るバイオセンサの構成を示す断面図である。 図２の一部を拡大した図である。 図２の一部を拡大した図である。 実施例に係る検出装置の制御装置の構成を示すブロック図である。 実施例において実行されるルーチンの一例を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。

図１は、本発明の実施例に係る検出装置１０の構成を模式的に示す図である。検出装置１０は、バイオセンサ１１を含み、バイオセンサ１１を動作させて気体試料中の基質の濃度を測定する装置である。

バイオセンサ１１は、気体試料中に含まれる基質を酵素の存在下で補酵素と反応させ、補酵素が発する蛍光を検出することで間接的に基質を検出する装置である。アルデヒド類やケトン類等の基質は、ＮＡＤＨやＮＡＤＰＨ等の補酵素が存在すると、脱水素酵素による逆反応が進行し、一級アルコールや二級アルコールとなる。この反応により、ＮＡＤＨやＮＡＤＰＨは酸化されてＮＡＤ＋やＮＡＤＰ＋へと変化する。

例えば、酵素として二級アルコール脱水素酵素（Ｓ−ＡＤＨ（secondary alcohol dehydrogenase））、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、基質であるアセトンが還元されて２−プロパノールとなる反応の反応式を化１に示す。

上記の反応において、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の触媒として作用する。補酵素であるＮＡＤＨは、脱水素酵素の逆反応により酸化されてＮＡＤ＋（酸化型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）となる。

また、例えば、アルコール脱水素酵素（ＡＤＨ）、基質としてアセトアルデヒド、補酵素としてＮＡＤＨを用いた場合の反応式を化２に示す。この反応において、基質であるアセトアルデヒドが還元されてエタノールとなる。

ＮＡＤＨやＮＡＤＰＨは３４０ｎｍ近傍の紫外線によって励起されて蛍光を発する。一方で、反応により変化したＮＡＤ＋やＮＡＤＰ＋は紫外線によって励起されず蛍光を発しない。ＮＡＤＨやＮＡＤＰＨが発する蛍光量はアルデヒド類やケトン類の量と相関があるため、反応前後の蛍光量の変化から、アルデヒド類やケトン類の量を見積もることができる。

バイオセンサ１１は、内部に酵素を固定化した多孔質性の膜（酵素保持膜）が設けられており、この膜を介して気体試料と補酵素を含む補酵素溶液とが接するように構成されている。従って、酵素保持膜近傍で化学反応が進行し、酵素保持膜近傍に補酵素を励起する励起光を照射すると、蛍光が発生する。バイオセンサ１１は、当該蛍光を検出可能に構成されている。

溶液供給機構１３は、バイオセンサ１１に接続されている。溶液供給機構１３は、補酵素を含む補酵素溶液を緩衝液と混合してバイオセンサ１１に供給するように構成されている。

混合槽１５は、緩衝液と、補酵素を含む補酵素溶液との混合液を収容可能な容器である。混合槽１５は、緩衝液が流入する緩衝液流入口と、補酵素溶液が流入する補酵素溶液流入口と、混合液が流出する混合液流出口とを備えている。

混合槽１５に流入した緩衝液と補酵素溶液とは、混合槽１５内で混合されて混合液となる。例えば、混合槽１５には、混合液をより均一にするための機構が設けられていてもよい。例えば、混合槽１５の内部に、撹拌用プロペラ又はマグネティックスターラー等の撹拌する機構が設けられていてもよい。また、例えば、混合槽１５としてスタティックミキサを採用してもよく、フィルタ容器等の抵抗の高い容器を採用してもよい。

緩衝液供給系１７は、混合槽１５に緩衝液を供給するように構成されている。緩衝液供給系１７は、緩衝液サーバーＢ１、第１ポンプＰ１及び配管Ｌ１を含む。

緩衝液サーバーＢ１は、例えば緩衝液が収容されたボトル又はタンクである。緩衝液サーバーＢ１は、検出装置１０における緩衝液の供給源である。緩衝液サーバーＢ１には、例えばリン酸緩衝液が収容されている。

配管Ｌ１は、緩衝液サーバーＢ１から混合槽１５に緩衝液が流通するように、緩衝液サーバーＢ１及び混合槽１５に接続されている配管である。

第１ポンプＰ１は、緩衝液サーバーＢ１から混合槽１５に向けて緩衝液を送液するように配管Ｌ１に接続されている送液ポンプである。第１ポンプＰ１は、例えばピエゾ式（圧電式）のダイヤフラムポンプである。第１ポンプＰ１は、ピエゾ式のダイヤフラムポンプに限られず、例えばステッピングモーター式のポンプ等の任意の送液ポンプを採用することができる。

補酵素溶液供給系１９は、混合槽１５に補酵素を含む補酵素溶液を供給するように構成されている。補酵素溶液供給系１９は、補酵素溶液サーバーＢ２、第２ポンプＰ２及び配管Ｌ２を含む。

補酵素溶液サーバーＢ２は、例えば補酵素としてのＮＡＤＨを含む溶液が収容されたボトル又はタンクである。補酵素溶液サーバーＢ２は、検出装置１０における補酵素溶液の供給源である。例えば、補酵素溶液サーバーＢ２内の補酵素溶液は、補酵素を安定な状態で保存するため、ｐＨ１０〜１１となるように調整されたものである。

配管Ｌ２は、補酵素溶液サーバーＢ２から混合槽１５に補酵素溶液が流通するように、補酵素溶液サーバーＢ２及び混合槽１５に接続されている配管である。

第２ポンプＰ２は、補酵素溶液サーバーＢ２から混合槽１５に向けて補酵素溶液を送液するように配管Ｌ２に接続されている送液ポンプである。第２ポンプＰ２は、第１ポンプＰ１と同様に、ピエゾ式のダイヤフラムポンプ等の送液ポンプである。

混合液供給系２１は、混合槽１５内の混合液をバイオセンサ１１に供給する。混合液供給系２１は、混合槽１５、第３ポンプＰ３及び配管Ｌ３を含む。

配管Ｌ３は、混合槽１５からバイオセンサ１１に混合槽１５内の液体が流通するように接続された配管である。

第３ポンプＰ３は、混合槽１５からバイオセンサ１１に向けて混合液を送液するように配管Ｌ３に接続されている送液ポンプである。本実施例において、第３ポンプＰ３は、ピエゾ式のダイヤフラムポンプ（ピエゾポンプ）である場合について説明する。第３ポンプＰ３はピエゾポンプに限られず、第３ポンプＰ３として、液体の流量の制御が可能な他の送液ポンプを採用することができる。

廃液容器２２は、バイオセンサ１１から排出された混合液を収容する容器である。配管Ｌ４は、バイオセンサ１１から排出された混合液が廃液容器２２に流通可能に設けられた配管である。

なお、溶液供給機構１３には、上記した構成の他にバルブ（図示せず）が設けられていてもよい。例えば、緩衝液流入口、補酵素溶液流入口及び混合液流出口に開閉バルブが設けられていてもよい。また、例えば、第１ポンプＰ１と混合槽１５との間、第２ポンプと混合槽１５との間に流量調整バルブが設けられていてもよい。

制御装置２３は、溶液供給機構１３の動作を制御するコンピュータである。制御装置２３は、溶液供給機構１３の緩衝液供給系１７及び補酵素溶液供給系１９を制御して、混合槽１５内の混合液中の補酵素の濃度を調整する。

制御装置２３は、第１ポンプＰ１、第２ポンプＰ２及び第３ポンプＰ３を制御可能に接続されている。また、制御装置２３は、第１ポンプＰ１、第２ポンプＰ２及び第３ポンプＰ３の各々の、駆動電圧を制御する。

例えば、制御装置２３は、第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２の駆動電圧を制御することで、緩衝液及び補酵素溶液が混合槽１５に流入する流量を制御し、混合槽１５内の混合液中の補酵素の濃度である補酵素濃度を調整する。例えば、制御装置２３は、緩衝液及び補酵素溶液の合計の流量を変えずに、緩衝液と補酵素溶液との流量比を変更することで、混合槽１５に流入する液体の総量を一定に保持しつつ補酵素濃度を調整する。

例えば、制御装置２３は、第３ポンプＰ３を制御することで、混合槽１５からバイオセンサ１１に流れる混合液の流量と、混合槽１５に流入する緩衝液及び補酵素溶液の流量の合計と、が釣り合うように、混合液の流量を調整する。

なお、緩衝液供給系１７から供給された緩衝液と補酵素溶液供給系１９から供給された補酵素溶液とを混合槽１５で混合する構成に代えて、例えば、緩衝液と補酵素溶液を予め混合した補酵素濃度を調整済みの溶液が入った混合液サーバーを備え、この混合液サーバーと第３ポンプＰ３を、配管Ｌ３を介して接続する構成としてもよい。

また、例えば、制御装置２３は、第３ポンプＰ３を制御してバイオセンサ１１内の液体流路（図示せず）内の液体の流速を調整する。第３ポンプＰ３は、液体流路内の補酵素を含む溶液の流速を調整する流速調整部である。

例えば、制御装置２３は、また、第３ポンプＰ３とバイオセンサ１１との間に流量センサ（図示せず）が設けられていてもよく、制御装置２３は、当該流量センサの出力を、流速の制御に用いてもよい。

また、制御装置２３は、バイオセンサ１１に接続されている。制御装置２３は、バイオセンサ１１によって検出された蛍光量を取得する。例えば、制御装置２３は、取得した蛍光量に応じて、第３ポンプＰ３を制御して液体流路内の流速を調整する。

図２は、バイオセンサ１１の構成を示す断面図である。例えば、バイオセンサ１１は、各部が筒状の筐体（図示せず）内に配置されて構成されている。

光照射部としての光源２５は、補酵素を励起する励起光を出射する発光装置である。光源２５は、例えばピーク波長が３４０ｎｍである紫外光を出射する紫外光発光ダイオードである。光源２５は、紫外光発光ダイオードに限られず、例えば、紫外レーザーダイオード、水銀ランプ等を用いることができる。光源２５の光軸をＡＸとする。

励起光光学系２７は、光軸ＡＸ上に設けられた光学系である。励起光光学系２７は、例えば、光軸ＡＸを中心として設けられたコリメートレンズ２８、励起光バンドパスフィルタ２９及びボールレンズ３０を含む。

コリメートレンズ２８は、光源２５から出射された励起光を平行光にするコリメートレンズである。

励起光バンドパスフィルタ２９は、特定の波長帯域の光を透過させ、それ以外の光を遮断する光学フィルタである。励起光バンドパスフィルタ２９は、補酵素が励起される波長を含む帯域の光を透過させる。本実施例で補酵素に用いているＮＡＤＨは、３４０ｎｍの紫外線を吸収して蛍光を発する。従って、励起光バンドパスフィルタ２９が過させる波長の範囲は、例えば３３０〜３５０ｎｍである。

ボールレンズ３０は、励起光バンドパスフィルタ２９を透過した光を光軸ＡＸ上に集光する集光レンズである。

フローセル３３は、気体試料の入口と出口を有し、中心部分において気体試料中の基質の検出を可能とする構造を有する測定容器である。フローセル３３は、光軸ＡＸを中心とし、当該中心部分にボールレンズ３０からの励起光が入射するように配置されている。

フローセル３３は、気体流路形成部材３４、液体流路形成部材３５及び酵素保持膜３６を含む。

気体流路形成部材３４は、厚みのある環状の部材であり、当該環状の直径方向において対向する側面に２つの貫通孔を有している。図２において、気体流路形成部材３４の当該２つの貫通孔を通る断面が示されている。また、気体試料が流れる向きを矢印によって示している。

気体流路形成部材３４の光源２５側の開口部は、透光性のシート３４Ｂで覆われている。透光性のシート３４Ｂによって、気体試料と励起光光学系２７等が設けられている空間とが隔てられている。

気体流路形成部材３４の２つの貫通孔の一方は気体試料の入口であり、他方は気体試料の出口である。一方の貫通孔から流入した気体試料は、気体流路形成部材３４の環状の内側を経由して他方の貫通孔から流出する。従って、気体流路形成部材３４の２つの貫通孔の内側及び環状の内側の空間が、気体試料の流路である気体流路３４Ａを形成している。

なお、透明性のシート３４Ｂを使用せず、気体試料の流路である気体流路３４Ａを形成してもよい。例えば、ボールレンズ３０を気体流路形成部材に隙間なく嵌め込むことで、気体試料の流路である気体流路３４Ａを形成することができる。

液体流路形成部材３５は、厚みのある円盤の上に当該円盤よりも小さい厚みのある円盤が重なった形状を有し、厚み方向の貫通孔を有する部材である。

液体流路形成部材３５には、大きい方の円盤の側面から、小さい方の円盤の上面に達する連通孔が形成されている。当該連通孔は、当該円盤形状の直径方向において対向する位置に２つ設けられている。

図２において、液体流路形成部材３５は、当該２つの円盤形状の中心が光軸ＡＸに重なるように配置されている。また、図２は、上記の２つの連通孔を通る断面を示している。

当該２つの連通孔の一方は補酵素を含む溶液、すなわち補酵素溶液と緩衝液との混合液の入口であり、混合液供給系２１の配管Ｌ３及び第３ポンプＰ３に接続されている。他方の連通孔は、当該混合液の出口であり、廃液容器２２につながる配管Ｌ４に接続されている。一方の連通孔から流入した混合液は、他方の貫通孔から流出する。液体流路形成部材３５は、混合液が流れる流路である液体流路３５Ａを形成している。換言すれば、液体流路３５Ａは、補酵素を含む溶液が通過可能に設けられている。

例えば、液体流路形成部材３５には、小さい方の円盤部分と嵌合する環状の支持部材３５Ｂが嵌め込まれている。

酵素保持膜３６は、多孔質膜等の担体にバイオセンサ１１における反応に用いられる酵素、すなわち気体試料中の化学物質の化学反応を触媒するアポ酵素が固定化されたものである。酵素保持膜３６は、液体流路３５Ａに接するように設けられている。

例えば、酵素保持膜３６は、液体流路３５Ａと気体流路３４Ａを仕切り、且つ光軸ＡＸに貫かれるように、液体流路形成部材３５に取り付けられている。酵素保持膜３６は親水性であり、液体流路３５Ａを流れる混合液とはよく馴染み、混合液が浸透することで透明化する。液体流路形成部材３５の支持部材３５Ｂの光源２５側の面（上面）と、支持部材３５Ｂから露出している酵素保持膜３６とは、同一平面上にある。

気体流路形成部材３４は、支持部材３５Ｂの上面に、気体流路形成部材３４が接するように配置される。従って、気体流路形成部材３４の光源２５と反対側の面（下面）側の開口部は、支持部材３５Ｂの上面及び酵素保持膜３６によって塞がれている。換言すれば、気体流路形成部材３４の環状の内側の部分において、気体流路形成部材３４の、光源２５側の面の開口部を覆う透光性のシート３４Ｂと、支持部材３５Ｂ及び酵素保持膜３６と、によって気体流路３４Ａが形成されている。

従って、酵素保持膜３６は、気体流路３４Ａに接している。また、上記したように、液体流路３５Ａと酵素保持膜３６とが接している。つまり、気体流路３４Ａと液体流路３５Ａとは、酵素保持膜３６を介して接している。酵素保持膜３６は、一方の面が液体流路３５Ａの一部に接し、他方の面が気体流路３４Ａに接するように設けられている。

従って、酵素保持膜３６に固定化された酵素の存在下で、酵素保持膜３６中に取り込まれた気体試料中の基質と、液体流路３５Ａを流れる補酵素との間で、酵素触媒反応の正反応又は逆反応が進行し得る。

酵素保持膜３６の担体として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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、ポリフッ化ビニリデン、ニトロセルロース、セルロース等を用いることができる。

また、本実施例において、基質は、ケトン基、アルデヒド基のいずれかを含んでいる。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ものが用いられる。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）等が挙げられる。尚、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。

上記のような基質、補酵素を用いる反応に関して、酵素保持膜３６に固定化される酵素を以下に挙げる。補酵素としてＮＡＤＨ又はＮＡＤＰＨを用いる場合の酵素は、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が挙げられる。

特に、酵素保持膜３６に固定化される酵素として、ＮＡＤＨ又はＮＡＤＰＨを電子供与体としてケトン（アセトン、２−ブタノン、２−ペンタノン、エチルビニルケトン（エノン）など）またはアルデヒド（アセトアルデヒド、ノネナールなど）を還元する酵素を用いることができる。

具体的には、酵素保持膜３６に固定化される酵素として、アルコール脱水素酵素（ＡＤＨ）（EC 1.1.1.2 など）、二級アルコール脱水素酵素（Ｓ−ＡＤＨ）（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。

導光部材３７は、フローセル３３の液体流路３５Ａに接するように設けられた光学部材である。例えば、導光部材３７は、液体流路形成部材３５の光軸ＡＸに沿った厚み方向の貫通孔に嵌め込まれるように配置されている。

導光部材３７は、励起光光学系２７を経てフローセル３３に入射された光及びフローセル３３内で発せられた蛍光を光軸ＡＸに沿って導光する導光路を形成する。導光部材３７は、例えば円柱形状を有している。導光部材３７の形状は、円柱形状に限られず、例えば非平面の端面を持つ円柱状、多角柱状、又は円錐台状の形状であってもよい。

導光部材３７は、屈折率が均一なガラス等の同一素材で構成されている。尚、導光部材３７は、屈折率が均一なガラス等の同一素材に限られず、例えば、互いに屈折率が異なるコア及びクラッドの２つの素材で構成されるようにしてもよい。また、導光部材３７は、測定する蛍光波長に対して吸収が少ない、例えば、吸収係数が０．１以下の素材で構成されていてもよい。

なお、導光部材３７と、液体流路３５Ａとは、透光性のシート（図示せず）によって隔てられていてもよい。

蛍光光学系３９は、光軸ＡＸ上において、導光部材３７からの光が入射するように設けられた光学系である。蛍光光学系３９は、コリメートレンズ４０、蛍光バンドパスフィルタ４１、及び集光レンズ４２を含む。

コリメートレンズ４０は、導光部材３７からの光を平行にするコリメートレンズである。

蛍光バンドパスフィルタ４１は、特定の波長帯域の光を透過させ、それ以外の光を遮断する光学フィルタである。蛍光バンドパスフィルタ４１は、補酵素が励起することにより発する蛍光の波長を含む帯域の光を透過させる。

補酵素であるＮＡＤＨが励起することにより発する蛍光の波長は、４５０〜５１０ｎｍ、より具体的には４９１ｎｍ付近である。従って、本実施例においては、蛍光バンドパスフィルタ４１が透過させる波長の範囲は、例えば４５０〜５１０ｎｍである。

なお、蛍光バンドパスフィルタ４１と併用して、補酵素であるＮＡＤＨが励起することにより発する蛍光の波長を含むロングパスフィルタやショートパスフィルタ等（図示せず）を配置してもよい。

集光レンズ４２は、蛍光バンドパスフィルタ４１を透過した光を光軸ＡＸ上に集光する集光レンズである。

検出部としての検出器４３は、蛍光光学系３９を通過した蛍光を検出する検出器である。検出器４３は、光電子増倍管、フォトダイオード検出器、又はこれらを含む分光光度計を含み、検出した蛍光の光量を測定する。

従って、検出器４３によって、フローセル３３の液体流路３５Ａ内の補酵素が発した蛍光が検出される。また、検出器４３が検出した蛍光量に基づいて、気体試料中における基質の濃度が算出される。

図３は、図２中の破線で囲まれた部分Ａの拡大図である。図３を参照しつつ、気体流路３４Ａを流れる基質、酵素及び補酵素の反応について説明する。図３は、液体流路３５Ａに補酵素ＮＡＤＨを含む溶液が流れ、気体流路３４Ａにアセトアルデヒド等の基質Ｓを含む気体試料が流れている様子を模式的に示している。上述したように、酵素保持膜３６の一方の面は液体流路３５Ａに接し、他方の面は気体流路３４Ａに接している。

酵素保持膜３６は、例えば気体流路３４Ａに接している親水性ＰＴＦＥ等の多孔質膜３６Ａと液体流路３５Ａに接している酵素固定化材３６Ｂとからなる。酵素固定化材３６Ｂは、例えばＰＭＥＨ（poly (MPC-co-EHMA)）等の固定化材にアルコール脱水素酵素（ＡＤＨ）等の酵素ＥＺが固定化されたものである。

気体試料中の基質Ｓは、多孔質膜３６Ａを透過して酵素固定化材３６Ｂに至り、酵素ＥＺの近傍に到達する。また、液体流路３５Ａに流れる混合液中の補酵素ＮＡＤＨは、混合液の酵素固定化材３６Ｂへの浸透とともに酵素ＥＺの近傍に到達する。酵素固定化材３６Ｂにおいて、酵素と補酵素が反応して酵素触媒反応が進行し、基質Ｓは還元されてエタノール等の生成物Ｐとなる。補酵素ＮＡＤＨは、酸化されてＮＡＤ＋となる。

励起光Ｅは、光軸ＡＸに沿って気体流路３４Ａから液体流路３５Ａに向かって、液体流路３５Ａを横切るように照射される。例えば、励起光Ｅは、液体流路３５Ａの酵素保持膜３６の近傍に向けて照射される。

酵素触媒反応によって消費されずに残留した補酵素ＮＡＤＨは、励起光Ｅによって励起されて蛍光を発する。酵素触媒反応によって生成したＮＡＤ＋は、励起光Ｅが照射されても蛍光を発しない。

例えば、上記の酵素触媒反応において、気体試料中の基質Ｓの全量が反応するために必要な補酵素ＮＡＤＨの量（モル数）よりも、混合液中の補酵素の量が多い場合、反応に使われない補酵素ＮＡＤＨが残留する。この場合、残留した補酵素ＮＡＤＨが発する蛍光を検出することができ、基質Ｓの定量が可能となる。

しかし、例えば気体試料中の基質Ｓの濃度を精度よく検出するために適正な補酵素ＮＡＤＨの量よりも、混合液中の補酵素ＮＡＤＨの量が不足する場合、混合液中の補酵素ＮＡＤＨのほとんどが反応のために消費されたとしても、補酵素ＮＡＤＨの不足により反応させられなかった基質Ｓの量が不明のため、基質Ｓの正確な定量ができない。また、例えば気体試料中の基質Ｓの濃度を精度よく検出するために適正な補酵素ＮＡＤＨの量よりも、混合液中の補酵素ＮＡＤＨの量が過多の場合、気体試料中の基質Ｓのほとんどが反応したとしても混合液中の補酵素ＮＡＤＨの消費率が低いことで蛍光の減少量を精度よく検出できないため、基質Ｓの正確な定量ができない。

補酵素が発する蛍光の検出によって、基質の濃度を精度良く検出するためには、照射領域で酵素触媒反応が進行し、かつ、反応に使われない補酵素ＮＡＤＨが検出可能な程度に残留していることが必要である。従って、励起光が照射される照射領域では特に、適量の補酵素が供給されることが好ましい。

図４は、図２の破線で囲まれた部分Ｂの拡大図である。図４において、液体流路３５Ａの酵素保持膜３６に接している部分を破線で囲まれた部分Ｃとして示している。

ところで、液体流路３５Ａの部分Ｃでは、混合液の対流が起きていると考えられる。混合液の対流によって、酵素固定化材３６Ｂにおける酵素触媒反応によって生成したＮＡＤ＋と、まだ反応に使われていない補酵素ＮＡＤＨとが頻繁に入れ替わると考えられる。そのように考えると、単位時間あたりの酵素触媒反応に関わる補酵素ＮＡＤＨの量は、液体流路３５Ａの酵素固定化材３６Ｂに接している部分Ｃの容積全体に、単位時間あたりに供給される補酵素ＮＡＤＨの総量と正の相関があると考えることができる。

液体流路３５Ａを流れる補酵素を含む溶液の流速を変更することで、単位時間あたりに液体流路３５Ａの部分Ｃに供給される補酵素ＮＡＤＨの総量を変更することができると考えられる。つまり、補酵素を含む溶液の流速を調整することによって、単位時間あたりに酵素触媒反応に関わる補酵素ＮＡＤＨの量を調整できると考えられる。

本実施例においては、補酵素を含む溶液の流速を上昇させることで、混合液中の補酵素の濃度を変更することなく、液体流路３５Ａの部分Ｃに単位時間あたりに供給される補酵素ＮＡＤＨの絶対量を増加させることができる。従って、液体流路３５Ａの部分Ｃにおける補酵素を含む溶液の流速を上昇させれば上昇させるほど基質Ｓの濃度が高い気体試料の分析が可能となる。

また、本実施例においては、補酵素を含む溶液の流速を低下させることで、混合液中の補酵素の濃度を変更することなく、酵素保持膜３６に接している部分Ｃに単位時間あたりに供給される補酵素ＮＡＤＨの絶対量を減少させることができる。従って、基質Ｓの濃度が低い気体試料について精度の高い分析が可能となる。

換言すれば、液体流路３５Ａの部分Ｃにおける補酵素を含む溶液の流速を調整することで、基質の酵素触媒反応後にも補酵素を残留させることができる。残留した補酵素の量は、補酵素への励起光の照射によって発せられる蛍光量によって定量される。

上記したように、励起光は酵素保持膜３６に向けて照射されるので（図３参照）、励起光が照射される領域である照射領域は、酵素保持膜３６に接している部分Ｃに含まれる。従って、液体流路３５Ａの部分Ｃの流速を調整すれば、照射領域における混合液の流速を調整することができる。

なお、気体試料中の基質の濃度に合わせて、補酵素を含む溶液中の補酵素の濃度を変更する必要がない。例えば補酵素溶液と緩衝液との混合液を調製し直したり、入れ替えたりする必要がない。補酵素を含む溶液の流速の調整によって、単位時間当たりの補酵素の供給量に関して、溶液中の補酵素の濃度を変更した場合と同様の効果が得られる。

図５は、検出装置１０の制御装置２３の構成を示すブロック図である。制御装置２３は、例えば、システムバス５２を介して各部が協働する装置である。

記憶部５３は、例えば、ハードディスク装置、ＳＳＤ（solid state drive）、フラッシュメモリ等により構成されており、制御装置２３における送液ポンプの制御等に関する各種プログラムを記憶する。また、記憶部５３は、蛍光量と補酵素濃度の相関等のデータベースを記憶する。

なお、各種プログラム又はデータベースは、例えば、他のサーバ装置等からネットワーク（図示せず）を介して取得されるようにしてもよく、記録媒体に記録されて各種ドライブ装置を介して読み込まれるようにしてもよい。

記憶部５３に記憶される各種プログラムは、ネットワークを介して伝送可能であり、また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して譲渡することが可能である。

出力部５５は、制御装置２３の外部の機器にデータを出力するインターフェースである。出力部５５は、第１ポンプＰ１、第２ポンプＰ２、及び第３ポンプＰ３の各々に吐出能力を調整する信号を送出可能に接続されている。

入力部５７は、制御装置２３の外部の機器からデータを取得するインターフェースである。入力部５７は、バイオセンサ１１の検出器４３に接続されている。例えば、入力部５７は、検出器４３によって検出された蛍光量のデータを取り込む。

制御部５９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５９Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）５９Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）５９Ｃ等により構成され、コンピュータとして機能する。そして、ＣＰＵ５９Ａが、ＲＯＭ５９Ｂや記憶部５３に記憶された各種プログラムを読み出し実行することにより各種機能を実現する。

例えば、制御部５９は、緩衝液供給系１７及び補酵素溶液供給系１９を制御する。具体的には、制御部５９は、例えば第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２の各々の吐出能力を、出力部５５を介して制御する。これによって、制御部５９は、緩衝液及び補酵素溶液の混合槽１５への供給流量を調整することで、所定の補酵素濃度の混合液を生成する。

また、例えば、制御部５９は、第３ポンプＰ３を制御して、バイオセンサ１１の液体流路３５Ａに流れる混合液の流速を制御する。

例えば、制御部５９は、入力部５７を介して検出器４３による検出結果を取得し、当該検出結果に応じて第３ポンプＰ３を制御する。

例えば、気体試料中の基質の濃度が高く、混合液中の補酵素ＮＡＤＨの量が不足する場合には、制御部５９は、例えば第３ポンプＰ３によって流れる混合液の流速を変更して、液体流路３５Ａ内の混合液の流速が高くなるように制御する。これによって、液体流路３５Ａの酵素保持膜３６に接している部分Ｃ（図４参照）に、単位時間あたりに供給される補酵素の量が増加する。

例えば、気体試料中の基質の濃度が低く、混合液中の補酵素ＮＡＤＨの量が過多の場合には、制御部５９は、第３ポンプＰ３を制御して、液体流路３５Ａ内の混合液の流速が低くなるように制御する。これによって、液体流路３５Ａの酵素保持膜３６に接している部分Ｃ（図４参照）に、単位時間あたりに供給される補酵素の量が減少する。

制御部５９は、第３ポンプＰ３と共に液体流路３５Ａ内の溶液の流速を変化させる流速調整部として機能する。

また、制御部５９は、検出器４３から、フローセル３３における補酵素が発する蛍光量を取得する。さらに、制御部５９は、検出器４３が計測した蛍光量と、当該蛍光量が計測された際の混合液の流速とに基づいて、気体試料中の基質濃度を算出する濃度算出部として機能する。

図６は、検出装置１０において、制御装置２３の制御部５９によって実行されるルーチンの一例である測定ルーチンＲＴ１を示すフローチャートである。測定ルーチンＲＴ１は、例えば混合槽１５に、緩衝液と補酵素溶液との混合液が所定の濃度で調製されている状態で、実行される。

制御部５９は、測定ルーチンＲＴ１を開始すると、混合槽１５内の補酵素を含む溶液である混合液のバイオセンサ１１への供給を開始する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１において、例えば、制御部５９は、バイオセンサ１１の液体流路３５Ａ内の混合液の流速が、所定の標準の流速（第１の流速）となるように、第３ポンプＰ３を制御する。ステップＳ１０１において、制御部５９及び第３ポンプＰ３は、流速調整部として機能し、液体流路３５Ａ内の混合液の流速を第１の流速となるように調整する。以下、流速調整部が流速を調整する場合、目標の流速に到達後もその流速を維持するように調整するものとして説明する。

制御部５９は、ステップＳ１０１の実行後、フローセル３３の気体流路３４Ａに気体試料が導入されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、ステップ１０２において、制御部５９は、気体試料を導入するためのバルブ（図示せず）の開閉に基づいて、気体試料が導入されたか否かを判定する。

制御部５９は、ステップＳ１０２において、気体試料が導入されていないと判定する（ステップＳ１０２：ＮＯ）と、ステップＳ１０２を繰り返し、気体試料が導入されたか否かを再び判定する。

制御部５９は、ステップＳ１０２において、気体試料が導入されたと判定する（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）と、検出器４３によって蛍光量を測定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、制御部５９は、検出器４３から、フローセル３３における補酵素が発する蛍光量（第１の蛍光量）を取得する。換言すれば、ステップＳ１０３において、検出部としての検出器４３は、励起光の照射領域における液体流路３５Ａ内の混合液の流速を第１の流速とした際の蛍光の量である第１の蛍光量を計測する。

制御部５９は、ステップＳ１０３の実行後、液体流路３５Ａ内の混合液の流速が上昇するように、第３ポンプＰ３を制御する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、例えば、制御部５９は、液体流路３５Ａ内の混合液の流速が、所定の標準の流速（第１の流速）よりも高い（速い）流速（第２の流速）となるように、第３ポンプＰ３を制御する。ステップＳ１０４において、制御部５９及び第３ポンプＰ３は、流速調整部として機能し、液体流路３５Ａ内の混合液の流速を第１の流速よりも速い第２の流速となるように調整する。

制御部５９は、ステップＳ１０４の実行後、再び蛍光量を測定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、制御部５９は、検出器４３から、フローセル３３における補酵素が発する蛍光量（第２の蛍光量）を取得する。ステップＳ１０５において、検出器４３は、照射領域における混合液の流速を第１の流速よりも速い第２の流速とした際の蛍光の量である第２の蛍光量を計測する。

制御部５９は、ステップＳ１０５の実行後、蛍光量の変化が所定値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６において、制御部５９は、ステップＳ１０５において取得した蛍光量（第２の蛍光量）と、ステップＳ１０３において取得した蛍光量（第１の蛍光量）とを比較して、蛍光量の変化を取得する。

制御部５９は、ステップＳ１０６において、蛍光量の変化が所定値より大きくない、すなわち、所定値以内であると判定する（ステップＳ１０６：ＮＯ）と、ステップＳ１０４に戻り、液体流路３５Ａ内の混合液の流速がさらに上昇するように、すなわち第２の流速よりも高い流速となるように、第３ポンプＰ３を制御する。

このように、第１の蛍光量と第２の蛍光量との差が所定値以内である場合に、制御部５９は、第３ポンプＰ３と共に流速調整部として機能し、照射領域における混合液の流速を第２の流速よりも速い流速となるように調整する。

ステップＳ１０６において、蛍光量の変化が所定値以内であることは、例えば、気体試料中の基質Ｓの濃度を精度よく検出するために適正な補酵素ＮＡＤＨの量よりも、当該単位時間あたりに混合液中に供給された補酵素ＮＡＤＨの量が少ないことを示すと考えられる。この場合、基質を正確に定量するためには、補酵素ＮＡＤＨの量が不足していることになる。従って、ステップＳ１０４において混合液の流速を上昇させることで、酵素保持膜３６に接している液体流路３５Ａに単位時間あたりに供給される補酵素ＮＡＤＨの量を増大させることができると考えられる。

制御部５９は、ステップＳ１０６において、蛍光量の変化が所定値より大きいと判定する（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）と、気体試料中の基質濃度を算出する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７において、制御部５９は、例えば最新のステップＳ１０５において取得された蛍光量と、混合液の流速に基づいて、気体試料中の基質濃度を算出する。例えば、混合液の流速と蛍光量との組み合わせと、基質濃度の関係を予め対応付けたテーブルが記憶部５３に記憶されていてもよい。制御部５９は、当該テーブルに基づいて、基質濃度を算出してもよい。算出された基質濃度は、制御装置２３に接続された操作画面（図示せず）に表示されてもよい。ステップＳ１０７において、制御部５９は、濃度算出部として機能する。

制御部５９は、ステップＳ１０７の実行後、液体流路３５Ａ内の混合液の流速が元の標準の流速となるように第３ポンプＰ３を制御し（ステップＳ１０８）、その後試料測定サブルーチンを終了する。

ステップＳ１０１、ステップＳ１０４及びステップＳ１０８において、制御部５９及び第３ポンプＰ３は、液体流路３５Ａ内の溶液の流速を変化させる流速調整部として機能する。

なお、上記の測定ルーチンＲＴ１において、気体試料を導入する前に、補酵素を含む溶液（混合液）を液体流路３５Ａに流通させた状態で蛍光量を検出し、蛍光量によって流路幅の確認を行ってもよい。

以上、詳細に説明したように、本実施例の検出装置は、補酵素を含む溶液が通過可能に設けられた液体流路と、気体試料が通過可能に設けられた気体流路と、一方の面が液体流路の一部に接し、他方の面が気体流路に接するように設けられ、補酵素と反応することで気体試料中の化学物質の化学反応を触媒する酵素を保持する酵素保持膜と、液体流路の酵素保持膜の近傍の照射領域に補酵素を励起する励起光を照射する光照射部と、
補酵素が励起されることで発生する蛍光を検出する検出部と、検出部による検出結果に応じて、照射領域における溶液の流速を調整する流速調整部と、を有している。

本実施例においては、気体試料中のケトン基又はアルデヒド基を含む基質を、酵素の存在下で補酵素であるＮＡＤＨ又はＮＡＤＰＨと反応させ、補酵素が発する蛍光を検出することでこれらの基質の濃度を検出する検出装置の例を説明した。補酵素及び基質の組み合わせはこれらに限定されない。本実施例の思想は、例えば、ＮＡＤ＋やＮＡＤＰ＋を補酵素とし、エタノールなどヒドロキシ基を含む基質の濃度を検出する検出装置においても適用することができる。

このような構成により、酵素の存在下で補酵素と基質との反応において、気体試料中の基質の濃度に合わせて、酵素触媒反応が起こる酵素保持膜に面した液体流路を流れる補酵素を含む溶液の流速を調整することができ、当該酵素保持膜に面した液体流路に単位時間あたりに供給される補酵素の総量を調整することができる。従って、単位時間あたりで見れば、溶液中の補酵素の濃度を増加させた場合と同様の効果が得られ、酵素触媒反応後に検出可能な量の補酵素を残留させることができる。残留した補酵素が励起光によって励起されて発する蛍光量の測定により、間接的に基質の定量をすることができる。従って、本実施例の検出装置によれば、濃度不明の気体試料や幅広い濃度範囲の気体試料の測定が可能である。

従って、本実施例によれば、酵素の存在下で補酵素と基質との反応によって、気体試料中の基質を検出する検出装置において、気体試料中の基質の濃度に合わせて補酵素の濃度を変更することなく基質を検出することが可能である検出装置、検出方法、検出プログラム及び記録媒体を提供することができる。

例えば、本実施例の検出装置を用いて、人の呼気中のアルデヒドを検出することができる。例えば、呼気中のアルデヒド濃度から、飲酒の状態を確認することができる。

また、例えば本実施例の検出装置を用いて、人の呼気中のアセトン等のケトン類を検出することができ、代謝の状態等の健康状態を確認することができる。例えば、本実施例の検出装置を医療用に応用することができる。

また、例えば本実施例の検出装置を移動体に搭載し、移動体を利用する利用者の飲酒の状態や健康状態を確認することができる。

なお、上記の実施例において、流速を調整するために送液ポンプを用いる例について説明したが、これに限られない。例えば、混合槽１５内の溶液をバイオセンサ１１に供給するポンプとは別に、流速を調整する部分が設けられていてもよい。例えば、混合槽１５とバイオセンサ１１との間に、開度を調整可能なバルブが設けられて、バルブの開度を調整することによって、流速を調整してもよい。

なお、上記の実施例において、流速を調整するために送液ポンプを使用する際に、ポンプの脈動を抑制する態様で使用してもよい。例えば、複数の送液ポンプの駆動のタイミングを制御して、脈動を抑制してもよい。また、例えば、ポンプの駆動に合わせて複数回蛍光量を検出し、複数回の平均値を蛍光量の測定結果とし脈動の影響を低減してもよい。

また、本実施例において蛍光量を測定する際に、例えば、所定の時間内に所定の時間間隔で、複数回励起光を照射してもよい。例えば、当該複数回の励起光の照射によって検出された複数の検出結果の平均値を検出結果としてもよい。当該所定の時間は、任意の時間とすることができる。

また、例えば間欠的に補酵素溶液の流速を変更してもよく、当該流速の変更に合わせて励起光を照射してもよい。

上述した実施例における構成は例示に過ぎず、用途等に応じて適宜選択及び変更可能である。

１０ 検出装置
１１ バイオセンサ
１３ 溶液供給機構
１５ 混合槽
１７ 緩衝液供給系
１９ 補酵素溶液供給系
２１ 混合液供給系
２２ 廃液容器
２３ 制御装置
２５ 光源
２７ 励起光光学系
３３ フローセル
３４ 気体流路形成部材
３４Ａ 気体流路
３４Ｂ 透光性シート
３５ 液体流路形成部材
３５Ａ 液体流路
３５Ｂ 支持部材
３６ 酵素保持膜
３７ 導光部材
３９ 蛍光光学系
４３ 検出器
５２ システムバス
５３ 記憶部
５５ 出力部
５７ 入力部
５９ 制御部

Claims (9)

1. 気体試料中の化学物質を検出する検出装置であって、
   補酵素を含む溶液が通過可能に設けられた液体流路と、
   前記気体試料が通過可能に設けられた気体流路と、
   一方の面が前記液体流路の一部に接し、他方の面が前記気体流路に接するように設けられ、前記補酵素と反応することで前記気体試料中の化学物質の化学反応を触媒する酵素を保持する酵素保持膜と、
   前記液体流路の前記酵素保持膜の近傍の照射領域に前記補酵素を励起する励起光を照射する光照射部と、
   前記補酵素が励起されることで発生する蛍光を検出する検出部と、
   前記検出部による検出結果に応じて、前記照射領域における前記溶液の流速を調整する流速調整部と、を有することを特徴とする検出装置。
2. 前記溶液の流速と、前記検出部の前記検出結果である前記蛍光の量とに基づいて前記気体試料中の前記化学物質の濃度を算出する濃度算出部を有することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
3. 前記流速調整部は、前記溶液の前記照射領域における流速を第１の流速とした際の前記検出部によって検出された前記蛍光の量である第１の蛍光量と、前記溶液の前記照射領域における流速を前記第１の流速よりも速い第２の流速とした際の前記検出部によって検出された前記蛍光の量である第２の蛍光量との差が所定値以内である場合に、前記溶液の前記照射領域における流速を、前記第２の流速よりも速い流速となるように調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。
4. 前記流速調整部は、前記液体流路の前記酵素保持膜よりも上流又は下流の少なくとも一方に接続されたポンプを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の検出装置。
5. 前記化学物質は、アルデヒド類又はケトン類であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の検出装置。
6. 前記化学物質は、アセトアルデヒドであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の検出装置。
7. 気体試料中の化学物質を検出する検出装置であって、補酵素を含む溶液が通過可能に設けられた液体流路と、前記気体試料が通過可能に設けられた気体流路と、一方の面が前記液体流路の一部に接し、他方の面が前記気体流路に接するように設けられ、前記補酵素と反応することで前記気体試料中の化学物質の化学反応を触媒する酵素を保持する酵素保持膜と、前記液体流路の前記酵素保持膜の近傍の照射領域に前記補酵素を励起する励起光を照射する光照射部と、前記補酵素が励起されることで発生する蛍光を検出する検出部と、前記照射領域における前記溶液の流速を調整する流速調整部と、を有する検出装置によって実行される検出方法であって、
   前記検出部が、前記流速調整部が前記溶液の前記照射領域における流速を第１の流速とした際の前記蛍光の量である第１の蛍光量を計測するステップと、
   前記検出部が、前記流速調整部が前記溶液の前記照射領域における流速を前記第１の流速よりも速い第２の流速とした際の前記蛍光の量である第２の蛍光量を計測するステップと、
   前記流速調整部が、前記第１の蛍光量と前記第２の蛍光量との差が所定値以内である場合に、前記溶液の前記照射領域における流速を、前記第２の流速よりも速い流速となるように調整するステップと、を含むことを特徴とする検出方法。
8. コンピュータを備え、気体試料中の化学物質を検出する検出装置であって、補酵素を含む溶液が通過可能に設けられた液体流路と、前記気体試料が通過可能に設けられた気体流路と、一方の面が前記液体流路の一部に接し、他方の面が前記気体流路に接するように設けられ、前記補酵素と反応することで前記気体試料中の化学物質の化学反応を触媒する酵素を保持する酵素保持膜と、前記液体流路の前記酵素保持膜の近傍の照射領域に前記補酵素を励起する励起光を照射する光照射部と、前記補酵素が励起されることで発生する蛍光を検出する検出部と、前記照射領域における前記溶液の流速を調整する流速調整部と、を有する検出装置によって実行される検出プログラムであって、前記コンピュータに、
   前記検出部が、前記流速調整部が前記溶液の前記照射領域における流速を第１の流速とした際の前記蛍光の量である第１の蛍光量を計測するステップと、
   前記検出部が、前記流速調整部が前記溶液の前記照射領域における流速を前記第１の流速よりも速い第２の流速とした際の前記蛍光の量である第２の蛍光量を計測するステップと、
   前記流速調整部が、前記第１の蛍光量と前記第２の蛍光量との差が所定値以内である場合に、前記溶液の前記照射領域における流速を、前記第２の流速よりも速い流速となるように調整するステップと、
   を実行させることを特徴とする検出プログラム。
9. 請求項８に記載の検出プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読取可能な記録媒体。
   
   

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