JP2763783B2 - 有機物センサー及び有機物濃度の測定方法 - Google Patents
有機物センサー及び有機物濃度の測定方法Info
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- JP2763783B2 JP2763783B2 JP1058890A JP5889089A JP2763783B2 JP 2763783 B2 JP2763783 B2 JP 2763783B2 JP 1058890 A JP1058890 A JP 1058890A JP 5889089 A JP5889089 A JP 5889089A JP 2763783 B2 JP2763783 B2 JP 2763783B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定液に含まれている水素結合性有機物
の濃度を測定するためのセンサー及び測定方法に関す
る。
の濃度を測定するためのセンサー及び測定方法に関す
る。
化学物質に応答するセンサーは、化学センサーと呼ば
れており、（１）pHセンサーに代表されるイオンセンサ
ー，（２）ガスセンサー，（３）バイオセンサー等があ
る。イオンセンサーは、被測定液に含まれている化学物
質の濃度をイオン感応膜の膜電位変化として検出する。
ガスセンサーとしては多種多様なものがあるが、たとえ
ば半導体ガスセンサーは、ガス分子吸着時の電気抵抗変
化を測定し、定電位電解式及びガルバニ電池式ガスセン
サーは電気化学的酸化還元を利用するものである。これ
らイオンセンサー及びガスセンサーでは、被検出物質に
よって感応部の物性が変化し、その変化量を検出シグナ
ルとして取り出している。また、測定される対象は、無
機分子が多い。
れており、（１）pHセンサーに代表されるイオンセンサ
ー，（２）ガスセンサー，（３）バイオセンサー等があ
る。イオンセンサーは、被測定液に含まれている化学物
質の濃度をイオン感応膜の膜電位変化として検出する。
ガスセンサーとしては多種多様なものがあるが、たとえ
ば半導体ガスセンサーは、ガス分子吸着時の電気抵抗変
化を測定し、定電位電解式及びガルバニ電池式ガスセン
サーは電気化学的酸化還元を利用するものである。これ
らイオンセンサー及びガスセンサーでは、被検出物質に
よって感応部の物性が変化し、その変化量を検出シグナ
ルとして取り出している。また、測定される対象は、無
機分子が多い。
他方、有機分子の検出は、医療検査，醗酵，食品工
業，バイオエンジニアリング等の多くの分野で必要とさ
れる。この検出手段としては、酵素センサー等のバイオ
センサーが使用されている。このバイオセンサーでは、
特定の物質を選択的に認識できる生体物質を利用し、被
測定物質との化学反応に含まれる物質変化を検出シグナ
ルとして取り出している。
業，バイオエンジニアリング等の多くの分野で必要とさ
れる。この検出手段としては、酵素センサー等のバイオ
センサーが使用されている。このバイオセンサーでは、
特定の物質を選択的に認識できる生体物質を利用し、被
測定物質との化学反応に含まれる物質変化を検出シグナ
ルとして取り出している。
たとえば、グルコース（ブドウ糖）を測定するための
酵素センサーでは、酵素としてグルコールオキシターゼ
（GOD）が使用される。そして、溶存酸素を含有した測
定溶液中のグルコースは、センサーの酸素膜に接触し、
次の酵素反応によって酸素を消費してグルコン酸に変化
し、過酸化水素を発生する。
酵素センサーでは、酵素としてグルコールオキシターゼ
（GOD）が使用される。そして、溶存酸素を含有した測
定溶液中のグルコースは、センサーの酸素膜に接触し、
次の酵素反応によって酸素を消費してグルコン酸に変化
し、過酸化水素を発生する。
このとき消費される酸素O2或いは生成した過酸化水素
H2O2を、前述したガスセンサーで測定して、グルコース
濃度を決定する。このように、バイオセンサーの最も一
般的な構成は、イオンセンサーやガスセンサー等の各種
化学センサーと生体物質とを組み合わせたものである。
このようにバイオセンサーでは、被検出物質と特異な反
応を行う生体物質を選択し、酸素，過酸化水素等のイオ
ンセンサーやガスセンサー等で検出可能な生成物を与え
ている。この組合せによって、多種類の有機分子の検出
が可能となり、また微量測定も可能となる。
H2O2を、前述したガスセンサーで測定して、グルコース
濃度を決定する。このように、バイオセンサーの最も一
般的な構成は、イオンセンサーやガスセンサー等の各種
化学センサーと生体物質とを組み合わせたものである。
このようにバイオセンサーでは、被検出物質と特異な反
応を行う生体物質を選択し、酸素，過酸化水素等のイオ
ンセンサーやガスセンサー等で検出可能な生成物を与え
ている。この組合せによって、多種類の有機分子の検出
が可能となり、また微量測定も可能となる。
しかしながら、従来から使用されているバイオセンサ
ーでは、その機能上から感応部とシグナル発生部が別個
に構成されているため、複雑な構造をもつものとなって
いる。しかも、固定化酵素等を使用するセンサーでは、
酵素の活性が経時的に変化したり、使用温度が酵素の種
類によって定まる生理温度付近に制限される欠点があ
る。
ーでは、その機能上から感応部とシグナル発生部が別個
に構成されているため、複雑な構造をもつものとなって
いる。しかも、固定化酵素等を使用するセンサーでは、
酵素の活性が経時的に変化したり、使用温度が酵素の種
類によって定まる生理温度付近に制限される欠点があ
る。
この点、無機化合物を対象とするイオンセンサーやガ
スセンサーと同様な感知応答機構をもった有機物センサ
ーの開発が要求されており、一部で試験的な研究が行わ
れている。たとえば、岡畑等は、Polymer Preprints,Ja
pan Vol.37,No.10 p3309−3311（1988）で、二分子膜で
被覆した水晶発振子及び多孔ポリマー膜を使用し、二分
子膜に各種疏水性アルコールを吸着させるとき、それぞ
れ重量，膜電位，膜抵抗等が変化することを見い出し、
センサーとして使用可能なことを報告している。ここで
の分子識別は、疎水分子が膜の疎水層に分配されること
によって行われている。
スセンサーと同様な感知応答機構をもった有機物センサ
ーの開発が要求されており、一部で試験的な研究が行わ
れている。たとえば、岡畑等は、Polymer Preprints,Ja
pan Vol.37,No.10 p3309−3311（1988）で、二分子膜で
被覆した水晶発振子及び多孔ポリマー膜を使用し、二分
子膜に各種疏水性アルコールを吸着させるとき、それぞ
れ重量，膜電位，膜抵抗等が変化することを見い出し、
センサーとして使用可能なことを報告している。ここで
の分子識別は、疎水分子が膜の疎水層に分配されること
によって行われている。
また、小田嶋等は、脂溶性大環状ポリアミンを含む液
膜を分子認識素子とするカテコール類感応センサーを報
告している〔第３回生体機能関連化学シンポジウム予講
集p165−167（1988）〕。この報告では、中性分子であ
るカテコール類に対しても電位応答性を示すことが見出
されており、ホスト−ゲスト間の水素結合相互作用によ
るプロトンエジェクションを電位応答のメカニズムと推
察している。
膜を分子認識素子とするカテコール類感応センサーを報
告している〔第３回生体機能関連化学シンポジウム予講
集p165−167（1988）〕。この報告では、中性分子であ
るカテコール類に対しても電位応答性を示すことが見出
されており、ホスト−ゲスト間の水素結合相互作用によ
るプロトンエジェクションを電位応答のメカニズムと推
察している。
ところが、岡畑等が報告したセンサーは、対象とする
化合物が脂溶性のものに限られるという欠点がある。他
方、小田嶋等のセンサーは、応答の原因が明らかにされ
ていないと共に、液膜型であることから、測定できる物
性量が電位変化に限られる。また、利用しているホスト
−ゲスト相互作用が均一溶液系のものであるため、被検
出物を均一溶液系で結合する分子の合成が必要となる。
そのため、選択性，感度，操作性が低くなるという欠点
がある。
化合物が脂溶性のものに限られるという欠点がある。他
方、小田嶋等のセンサーは、応答の原因が明らかにされ
ていないと共に、液膜型であることから、測定できる物
性量が電位変化に限られる。また、利用しているホスト
−ゲスト相互作用が均一溶液系のものであるため、被検
出物を均一溶液系で結合する分子の合成が必要となる。
そのため、選択性，感度，操作性が低くなるという欠点
がある。
そこで、本発明は、前述したイオンセンサーやガスセ
ンサー等のタイプに相当する新規な有機物センサーを提
供することを目的とする。特に、中性の水溶性物質に適
用可能で、測定物質の種類や測定環境に応じ多様な物性
変化としての応答が得られ、界面を利用して選択性や感
度等を向上させることができるセンサーを提供すること
を目的とする。また、このセンサーを使用して、被測定
液中に微量含まれている有機物濃度を精度良く検出・測
定することを目的とする。
ンサー等のタイプに相当する新規な有機物センサーを提
供することを目的とする。特に、中性の水溶性物質に適
用可能で、測定物質の種類や測定環境に応じ多様な物性
変化としての応答が得られ、界面を利用して選択性や感
度等を向上させることができるセンサーを提供すること
を目的とする。また、このセンサーを使用して、被測定
液中に微量含まれている有機物濃度を精度良く検出・測
定することを目的とする。
本発明の有機物センサーは、水素結合性の官能基を表
面に固定して修飾した固体表面を分子認識部として使用
している。この有機物センサーを被測定液に接触させる
とき、被測定液に含まれている水素結合性の有機物が固
体表面の分子認識部に吸着する。この吸着によって生じ
る電位，電流，重量，吸光度，蛍光等の変化をモニター
することにより、有機物濃度が直接的に検出される。
面に固定して修飾した固体表面を分子認識部として使用
している。この有機物センサーを被測定液に接触させる
とき、被測定液に含まれている水素結合性の有機物が固
体表面の分子認識部に吸着する。この吸着によって生じ
る電位，電流，重量，吸光度，蛍光等の変化をモニター
することにより、有機物濃度が直接的に検出される。
すなわち、本発明の有機物センサーは、水素原子Ｈよ
りも電気陰性度の大きな原子Ａ及びＹとの間で水素結合
Ａ−Ｈ…Ｙを形成するＡ−Ｈ又はＹを含む官能基をもつ
水素結合性物質を、前記官能基が表面側となるように固
体表面に固定したことを特徴とする。
りも電気陰性度の大きな原子Ａ及びＹとの間で水素結合
Ａ−Ｈ…Ｙを形成するＡ−Ｈ又はＹを含む官能基をもつ
水素結合性物質を、前記官能基が表面側となるように固
体表面に固定したことを特徴とする。
具体的な官能基としては、水酸基，カルボン酸基，ア
ミン基，アミド基，チオール基，燐酸基等がある。
ミン基，アミド基，チオール基，燐酸基等がある。
また、有機物濃度の測定方法は、Ａ−Ｈ又はＹを含む
官能基が表面側となるように水素結合性物質を固体表面
に固定した有機物センサーを、水素結合性の有機物を含
む被測定液中に浸漬し、水素結合Ａ−Ｈ…Ｙの形成によ
り生じる物性変化を取り出し、この変化量に基づき被測
定液中の水素結合性有機物の濃度を測定することを特徴
とする。
官能基が表面側となるように水素結合性物質を固体表面
に固定した有機物センサーを、水素結合性の有機物を含
む被測定液中に浸漬し、水素結合Ａ−Ｈ…Ｙの形成によ
り生じる物性変化を取り出し、この変化量に基づき被測
定液中の水素結合性有機物の濃度を測定することを特徴
とする。
固体表面に官能基を固定する方法としては、官能基を
極性部としてもつ化合物で水面に形成した単分子膜を固
体表面に移し取るLangmuir−Blodgett法，同様な化合物
を固体表面にキャストして固定する方法，官能基或いは
官能基を含む化合物の誘導体（たとえば、シランカップ
リング剤として）を共有結合で固体表面に固定化する方
法等を使用することができる。何れの方法を採用する場
合にあっても、被測定物質との相互作用部位である水素
結合性官能基が被測定液に曝される状態で、官能基を固
体表面に固定することが必要である。
極性部としてもつ化合物で水面に形成した単分子膜を固
体表面に移し取るLangmuir−Blodgett法，同様な化合物
を固体表面にキャストして固定する方法，官能基或いは
官能基を含む化合物の誘導体（たとえば、シランカップ
リング剤として）を共有結合で固体表面に固定化する方
法等を使用することができる。何れの方法を採用する場
合にあっても、被測定物質との相互作用部位である水素
結合性官能基が被測定液に曝される状態で、官能基を固
体表面に固定することが必要である。
また、官能基が表面に固定される固体としては、電
極，水晶発振子，石英，ガラス，ポリマーフィルム，グ
ラファイト等があり、特に制約があるものではない。
極，水晶発振子，石英，ガラス，ポリマーフィルム，グ
ラファイト等があり、特に制約があるものではない。
たとえば、官能基が修飾される固体基板として電極を
使用するとき、官能基と被測定物質との水素結合に起因
して変化する電位，電流等の電気化学的応答を測定シグ
ナルとして取り出し、このシグナルに基づいて被測定液
中の有機物濃度を検出する。また、水晶発振子を固体基
板として使用する場合には、重量変化を測定シグナルと
して取り出す。更に、石英板，ガラス板等を固体基板と
して使用する場合、吸光度，発光強度等が測定シグナル
として取り出される。このように、固体表面の官能基に
被測定物質が吸着することに起因した物性変化は、全て
測定シグナルとして取り出すことができる。
使用するとき、官能基と被測定物質との水素結合に起因
して変化する電位，電流等の電気化学的応答を測定シグ
ナルとして取り出し、このシグナルに基づいて被測定液
中の有機物濃度を検出する。また、水晶発振子を固体基
板として使用する場合には、重量変化を測定シグナルと
して取り出す。更に、石英板，ガラス板等を固体基板と
して使用する場合、吸光度，発光強度等が測定シグナル
として取り出される。このように、固体表面の官能基に
被測定物質が吸着することに起因した物性変化は、全て
測定シグナルとして取り出すことができる。
本発明においては、感知部である固体基板の表面に水
素結合性の官能基を固定化し、この官能基と被測定物質
との間の水素結合形成によって、物質の選択的認識結合
（吸着）を行うものである。ここで、被測定物質の化学
構造に含まれている水素結合性官能基の種類に応じて、
この官能基と水素結合するドナー或いはアクセプターと
なる官能基を選択し、この選択された官能基で固体表面
を修飾することによって、固体表面に対する被測定物質
の選択的吸着が可能となる。被測定物質の構造に二つ以
上の官能基が含まれている場合には、固体表面に修飾さ
れる官能基の種類，距離等を適当に調節することによっ
て、選択性を向上させることができる。
素結合性の官能基を固定化し、この官能基と被測定物質
との間の水素結合形成によって、物質の選択的認識結合
（吸着）を行うものである。ここで、被測定物質の化学
構造に含まれている水素結合性官能基の種類に応じて、
この官能基と水素結合するドナー或いはアクセプターと
なる官能基を選択し、この選択された官能基で固体表面
を修飾することによって、固体表面に対する被測定物質
の選択的吸着が可能となる。被測定物質の構造に二つ以
上の官能基が含まれている場合には、固体表面に修飾さ
れる官能基の種類，距離等を適当に調節することによっ
て、選択性を向上させることができる。
固体表面に修飾された官能基と被測定物質の官能基と
の結合は固体基板と溶液との界面で生じ、被測定物質が
吸着される。したがって、形成した吸着状態の安定性
も、選択性に影響を与える。この吸着状態を安定にする
ためには、固体表面の官能基と被測定物質の官能基が立
体的によく適合するもの，極性のある被測定液中では被
極性部が固体表面に向き極性溶液からシールドされるよ
うに極性部分と非極性部分が望ましく配向しているもの
等を使用することが好ましい。
の結合は固体基板と溶液との界面で生じ、被測定物質が
吸着される。したがって、形成した吸着状態の安定性
も、選択性に影響を与える。この吸着状態を安定にする
ためには、固体表面の官能基と被測定物質の官能基が立
体的によく適合するもの，極性のある被測定液中では被
極性部が固体表面に向き極性溶液からシールドされるよ
うに極性部分と非極性部分が望ましく配向しているもの
等を使用することが好ましい。
固体表面に修飾された官能基に被測定物質が吸着され
るとき、被測定物質の吸着に基づく酸化還元電流，重
量，吸光，発光等の変化が吸着状態を表す信号として現
れる。また、固体表面に対する被測定物質の吸着は、電
位の変化としても測定でき、特に中性の被測定物質が吸
着した場合においても電位応答が現れる。これは、水素
結合形成時の電荷移動に起因するものと考えられる。た
とえば、固体としての電極の表面をプロトンドナーで修
飾する場合、負の電位応答を与える。
るとき、被測定物質の吸着に基づく酸化還元電流，重
量，吸光，発光等の変化が吸着状態を表す信号として現
れる。また、固体表面に対する被測定物質の吸着は、電
位の変化としても測定でき、特に中性の被測定物質が吸
着した場合においても電位応答が現れる。これは、水素
結合形成時の電荷移動に起因するものと考えられる。た
とえば、固体としての電極の表面をプロトンドナーで修
飾する場合、負の電位応答を与える。
これらの反応、すなわち固体表面の官能基に対する被
測定物質の結合は、被測定液中の濃度と平衡関係をもっ
て生じる。すなわち、被測定物質の濃度が高い場合には
物性の変化量が大きな値として現れ、逆に低い濃度の場
合には小さな物性の変化量が検出され、一般的には比例
関係にある。また、前述の官能基で修飾された電極の場
合には、電極面が水素結合形成によって被測定物質を選
択的に吸着し、そのときの水素結合形成に伴う電子移動
に起因すると考えられる電位変化が生じる。この電位変
化は、ある濃度以上で被測定物質の濃度の対数に比例す
る。そのため、これらの変化量に基づき、被測定物質の
濃度を検出することが可能となる。
測定物質の結合は、被測定液中の濃度と平衡関係をもっ
て生じる。すなわち、被測定物質の濃度が高い場合には
物性の変化量が大きな値として現れ、逆に低い濃度の場
合には小さな物性の変化量が検出され、一般的には比例
関係にある。また、前述の官能基で修飾された電極の場
合には、電極面が水素結合形成によって被測定物質を選
択的に吸着し、そのときの水素結合形成に伴う電子移動
に起因すると考えられる電位変化が生じる。この電位変
化は、ある濃度以上で被測定物質の濃度の対数に比例す
る。そのため、これらの変化量に基づき、被測定物質の
濃度を検出することが可能となる。
−実施例１− ステアリルアルコール単分子膜でSnO2電極表面を、次
の手順で、水素基（−OH）が表面外側に出るように修飾
した。すなわち、ステアリルアルコールのベンゼン溶液
を水面上に展開し、単分子膜を形成した。そして、この
単分子膜を、表面圧25mN/mにおいて、疎水化処理したSn
O2系ガラス電極に１層累積した。このようにステアリル
アルコール単分子膜を固定したSnO2電極の表面には、約
５官能基/100Å２の密度で水酸基（−OH）が存在してい
た。
の手順で、水素基（−OH）が表面外側に出るように修飾
した。すなわち、ステアリルアルコールのベンゼン溶液
を水面上に展開し、単分子膜を形成した。そして、この
単分子膜を、表面圧25mN/mにおいて、疎水化処理したSn
O2系ガラス電極に１層累積した。このようにステアリル
アルコール単分子膜を固定したSnO2電極の表面には、約
５官能基/100Å２の密度で水酸基（−OH）が存在してい
た。
この電極を作用電極１として、第１図に示すように、
糖溶液２を添加し10mM Na2SO4を支持電解質とした溶液
３に浸漬した。他方、Ag/AgCl極を比較電極４として使
用し、KCl溶液５に浸漬した。そして、Na2SO4溶液３とK
Cl溶液５とを塩橋６で接続し、両電極1,4間の電位を電
位計７によって測定した。
糖溶液２を添加し10mM Na2SO4を支持電解質とした溶液
３に浸漬した。他方、Ag/AgCl極を比較電極４として使
用し、KCl溶液５に浸漬した。そして、Na2SO4溶液３とK
Cl溶液５とを塩橋６で接続し、両電極1,4間の電位を電
位計７によって測定した。
糖溶液２としては、種々の水素結合性の被測定物質に
対する応答性を調べるため、リボース，キシロース，ガ
ラクトース等の単糖類を各種濃度でNa2SO4溶液３に添加
した。第２図は、このようにして測定された電位変化Δ
Ｖと糖濃度との関係を表したグラフである。第２図から
明らかなように、何れの糖類にあっても、糖濃度がある
値、すなわち閾値を超えた場合、電位の変化量ΔＶは、
糖濃度の対数に比例して増加している。特にリボースに
あっては、閾値が極めて低く、また比例関係も強いもの
である。また、第１表は、前述した電極を使用して糖濃
度を測定したときの糖の種類と閾値とを示す。
対する応答性を調べるため、リボース，キシロース，ガ
ラクトース等の単糖類を各種濃度でNa2SO4溶液３に添加
した。第２図は、このようにして測定された電位変化Δ
Ｖと糖濃度との関係を表したグラフである。第２図から
明らかなように、何れの糖類にあっても、糖濃度がある
値、すなわち閾値を超えた場合、電位の変化量ΔＶは、
糖濃度の対数に比例して増加している。特にリボースに
あっては、閾値が極めて低く、また比例関係も強いもの
である。また、第１表は、前述した電極を使用して糖濃
度を測定したときの糖の種類と閾値とを示す。
−実施例２− 実施例１と同様にしてステアリルアルコール単分子膜
でSnO2電極の表面を修飾し、第１図に示すのと同様に電
極1,4間の電位を電位計７によって測定した。
でSnO2電極の表面を修飾し、第１図に示すのと同様に電
極1,4間の電位を電位計７によって測定した。
被測定物質として、３−ヒドロキシ酪酸及びスクシノ
ニトリルを各種濃度でNa2SO4溶液中に添加した。測定中
のpHは、緩衝液を添加し、それぞれpH＝1.9及びpH＝6.9
に保った。
ニトリルを各種濃度でNa2SO4溶液中に添加した。測定中
のpHは、緩衝液を添加し、それぞれpH＝1.9及びpH＝6.9
に保った。
第３図は、このようにして測定された電位変化ΔＶと
糖濃度との関係を表したグラフである。第３図から明ら
かなように、この場合には、酸性の３−ヒドロキシ酪酸
では正の電位応答，塩基性のスクシノニトリルでは負の
電位応答が得られた。また、この場合にも、電位の変化
量ΔＶは、被測定物質濃度の対数に比例して増加してい
る。
糖濃度との関係を表したグラフである。第３図から明ら
かなように、この場合には、酸性の３−ヒドロキシ酪酸
では正の電位応答，塩基性のスクシノニトリルでは負の
電位応答が得られた。また、この場合にも、電位の変化
量ΔＶは、被測定物質濃度の対数に比例して増加してい
る。
−実施例３− 同様にして、カルボン酸基（−COOH）を官能基として
含むステアリン酸の単分子膜で石英板表面を、実施例１
の手順で官能基が石英板の外側に出るように、約５官能
基/100Å２の密度で固定した。この修飾された石英板
を、リボフラビンを含む被測定液に浸漬した後、引き上
げて吸光度を特定した。
含むステアリン酸の単分子膜で石英板表面を、実施例１
の手順で官能基が石英板の外側に出るように、約５官能
基/100Å２の密度で固定した。この修飾された石英板
を、リボフラビンを含む被測定液に浸漬した後、引き上
げて吸光度を特定した。
第４図は、このようにして測定された吸光度とリボフ
ラビン濃度との関係を表したグラフである。第４図から
明らかなように、吸光度とリボフラビン濃度とは相関性
の高い比例関係にある。したがって、測定された吸光度
から被検出物の濃度を精度良く検出できることが判る。
ラビン濃度との関係を表したグラフである。第４図から
明らかなように、吸光度とリボフラビン濃度とは相関性
の高い比例関係にある。したがって、測定された吸光度
から被検出物の濃度を精度良く検出できることが判る。
−実施例４− 水酸基，カルボン酸基，アミン基，燐酸基等の官能基
をそれぞれ末端にもつステアリルアルコール，ステアリ
ン酸，ステアリルアミン，ジヘキサデシル燐酸を、官能
基が外側にして水晶発振子の表面にキャスト法によって
密度約0.5μg/mm2の密度で修飾させた。なお、ここで使
用した水晶発振子は、ATカット9.00MHzのものである。
をそれぞれ末端にもつステアリルアルコール，ステアリ
ン酸，ステアリルアミン，ジヘキサデシル燐酸を、官能
基が外側にして水晶発振子の表面にキャスト法によって
密度約0.5μg/mm2の密度で修飾させた。なお、ここで使
用した水晶発振子は、ATカット9.00MHzのものである。
修飾された水晶発振子を、純水を入れた5mlのセル中
に浸し、糖溶液を添加して、添加前と添加後の振動周波
数の差（ΔＦ）を測定した。この変化量ΔＦは、吸着量
と相関性の極めて高い比例関係にあり、変化量ΔＦから
固定化フィルムへの糖の吸着量が一義的に定まる。
に浸し、糖溶液を添加して、添加前と添加後の振動周波
数の差（ΔＦ）を測定した。この変化量ΔＦは、吸着量
と相関性の極めて高い比例関係にあり、変化量ΔＦから
固定化フィルムへの糖の吸着量が一義的に定まる。
第５図は、検出された変化量ΔＦ及び重量変化と糖濃
度との関係を示したものである。ここでは、糖としてリ
ボースを使用している。第５図から明らかなように、水
晶発振子に吸着された被検出物質の吸着量及び被測定液
中の被検出物質濃度を、変化量ΔＦから高精度で測定で
きることが判る。
度との関係を示したものである。ここでは、糖としてリ
ボースを使用している。第５図から明らかなように、水
晶発振子に吸着された被検出物質の吸着量及び被測定液
中の被検出物質濃度を、変化量ΔＦから高精度で測定で
きることが判る。
以上に説明したように、本発明の有機物センサーにお
いては、水素結合性の官能基で表面を修飾した固体を使
用している。そのため、液膜型のセンサーと異なり、高
感度で且つ操作性良く電位，電流，重量，吸光度，蛍光
等の各種物性の変化を測定シグナルとして取り出すこと
ができる。しかも、被測定液に含まれる水素結合性有機
物との関係において、固体表面を修飾する官能基の種類
を設定することにより、高い選択性で特定の有機物の濃
度を検出することが可能となる。このように本発明の有
機物センサー及び濃度測定方法は、幅広い要求に対して
充分応えるものであり、また測定精度も高く信頼性のお
けるものである。
いては、水素結合性の官能基で表面を修飾した固体を使
用している。そのため、液膜型のセンサーと異なり、高
感度で且つ操作性良く電位，電流，重量，吸光度，蛍光
等の各種物性の変化を測定シグナルとして取り出すこと
ができる。しかも、被測定液に含まれる水素結合性有機
物との関係において、固体表面を修飾する官能基の種類
を設定することにより、高い選択性で特定の有機物の濃
度を検出することが可能となる。このように本発明の有
機物センサー及び濃度測定方法は、幅広い要求に対して
充分応えるものであり、また測定精度も高く信頼性のお
けるものである。
第１図はステアリルアルコール単分子膜で修飾したSnO2
電極を作用電極として使用し、糖類の濃度を測定してい
る装置を示し、第２図〜第５図は本発明の効果を具体的
に表したグラフである。 1:作用電極、2:糖溶液 3:Na2SO4溶液、4:比較電極 5:KCl溶液、6:塩橋 7:電位計
電極を作用電極として使用し、糖類の濃度を測定してい
る装置を示し、第２図〜第５図は本発明の効果を具体的
に表したグラフである。 1:作用電極、2:糖溶液 3:Na2SO4溶液、4:比較電極 5:KCl溶液、6:塩橋 7:電位計
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 5/02 G01N 21/75 - 21/83 G01N 30/00
Claims (2)
- 【請求項１】水素原子Ｈより電気陰性度の大きな原子Ａ
とＹとの間で水素結合Ａ−Ｈ…Ｙを形成するＡ−Ｈ又は
Ｙを含む官能基を分子内に組み込み、化学的に合成され
た水素結合性物質を、被吸着物質に対向するように前記
官能基を表面側に配向させて固体表面に固定したことを
特徴とする有機物センサー。 - 【請求項２】分子内に組み込まれたＡ−Ｈ又はＹを含む
官能基が被吸着物質に対向するように表面側に配向させ
て水素結合性物質を固体表面に固定した有機物センサー
を、水素結合性の有機物を含む被測定液中に浸漬し、水
素結合Ａ−Ｈ…Ｙの形成によって生じる物性変化を取り
出し、この変化量に基づき被測定液中の水素結合性有機
物の濃度を測定することを特徴とする有機物濃度の測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058890A JP2763783B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 有機物センサー及び有機物濃度の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058890A JP2763783B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 有機物センサー及び有機物濃度の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02257037A JPH02257037A (ja) | 1990-10-17 |
| JP2763783B2 true JP2763783B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=13097378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1058890A Expired - Fee Related JP2763783B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 有機物センサー及び有機物濃度の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763783B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2704568B2 (ja) * | 1991-04-09 | 1998-01-26 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 電気化学測定システム |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62288546A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-15 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 水晶振動子バイオセンサ−およびこれを用いた生体関連物質の分析方法 |
| JPS62294085A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 有機薄膜、その製造方法および有機薄膜を利用した素子 |
| JPH073391B2 (ja) * | 1986-09-09 | 1995-01-18 | 三菱化成株式会社 | 多重化学センサ− |
| JPS63196832A (ja) * | 1987-02-10 | 1988-08-15 | Nok Corp | 炭水化物センサ |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP1058890A patent/JP2763783B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02257037A (ja) | 1990-10-17 |
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