JP3302481B2 - 揮発性化合物の識別および濃度測定方法 - Google Patents
揮発性化合物の識別および濃度測定方法Info
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Description
を識別すると共に、揮発性化合物の濃度を測定する方法
に関する。
すなわち嗅細胞からの応答パターンをパターン認識する
ことにより匂いを識別していると言われている。このよ
うな生体嗅覚機構を模擬した人工的な匂いの識別装置が
提案されている(特開平1−244335号公報)。こ
こで提案された匂い識別装置は、所定の匂いを呈する物
質に対して相互に異なる感受性を示す複数種類の受容体
を組み合わせた場合、この感受性の相違に由来して得ら
れる検出情報は、受容体毎に異なり、全体としては一定
のパターンを示すことに着目して開発された装置であ
る。
識別する匂い識別装置を示すブロック図である。14
は、気体サンプルをセンサセルに送り込むためのキャリ
ヤガスの貯槽である。キャリヤガスとしては、一般に空
気が使用される。15は、キャリヤガスの流量を制御す
るためのマスフローコントローラである。17、18お
よび19は自動制御バルブである。バルブ19は、キャ
リヤガスのバイパス手段として設けられたものであり、
キャリヤガスをセンサセル10に送り込むときに開放さ
れ、バルブ17および18が開放されているときには閉
じるように制御される。バルブ17および18が開放さ
れると、キャリヤガスは送入用ニードル22を経て、試
料管21内に送入され、ついで試料管中のサンプル蒸気
と共に回収用ニードル23を経てセンサセル10に送入
される。センサセル10は、複数個の水晶振動子センサ
10a、10b、…、10hを収容している。水晶振動
子センサは、特開平1−244335号公報に開示され
ているものである。水晶振動子センサは、水晶振動子の
両面に設けた電極上にβ−シクロデキストリン等を塗布
して作製した。水晶振動子の両面に設けた電極は、コル
ビッツ型発振回路12の各発振回路に接続される。水晶
振動子センサ10a、10b、…、10hが8個である
ときは、それぞれがコルビッツ型発振回路12の各回路
に接続される。各回路の発振出力は、それぞれが8チャ
ンネルの周波数カウンタ13の各チャンネルに入力す
る。この周波数カウンタ13は、各水晶振動子センサの
周波数変化を同時に並列測定し、例えば1秒間隔でサン
プリングを行う。コンピュータ11は、検出された複
数、上記では8個、の電気信号の組合わせをパターン処
理することで、匂いを識別する。
試料管の底部に入れ、そこから揮発性の匂い物質を揮発
化し、これを複数の水晶振動子センサで把握した周波数
変化をパターンとして認識し、匂いの種類を識別してい
る。このため試料中の各揮発性化合物の濃度を測定する
ことは極めて困難である。液体試料中の各揮発性化合物
が、気体として採取されるときに、液体中の各揮発性化
合物の濃度と平衡した濃度になっているか否かが不明で
あることによる。
法としては、図3に示す装置を用いた方法が提案されて
いる。この装置について次に説明する。恒温槽30内に
試料管31を設置する。試料管31の内部にリード線3
7を介して発信回路36に接続された水晶振動子センサ
32を設置する。試料管31の口部は栓34(例えばテ
フロン製)で密封し、栓34には試料注入口33を設け
る。水晶振動子センサ32は、ATカットの水晶板の両
面に電極が設置され、この電極に感応膜が塗布されてい
る。この感応膜に匂い分子が吸着すると、質量負荷効果
により共振周波数が減少し、また脱着すると共振周波数
がもとに戻るという特性を有している。試料管31に予
め種類が判明している揮発性化合物を、該揮発性化合物
の平衡蒸気圧以下の濃度となるように注入し、水晶振動
子センサにより、共振周波数の変化を測定する。この変
化を予め求めておいた検量線と照合することにより揮発
性化合物の濃度を求めることができる。なお、図中35
は温度計を示す。しかし、この方法においては、試料と
しての揮発性化合物の種類を識別することができない。
また試料中に複数の揮発性化合物が混在しているときに
は、各揮発性化合物の濃度を求めることができない。
物の種類を識別できると共に該化合物の試料中の濃度を
測定できる方法の提供を目的とする。さらにはその種類
が判明している揮発性化合物の混合物において、各揮発
性化合物の濃度を求めることができる測定方法の提供を
目的とする。
性化合物の感応膜を被覆した複数個の水晶振動子センサ
を試料管中に挿入し、揮発性化合物の濃度を下記式 C=[(22.4ρ・T・Vs)/(273M・V)]×103 (上式中の記号は次の意味をあらわす。 Cはサンプル中の揮発性化合物の濃度(ppm) ρはサンプルの密度(g/ml) Tは測定温度(°K) Vsはサンプルの体積(μl) Mはサンプルの分子量 Vは試料管の体積(l)) により算出されたCよりも低い濃度に調整された液体状
揮発性化合物を含む試料を試料管に導入して注入された
揮発性化合物を全量揮発させ、揮発性化合物の感応膜へ
の吸着による各水晶振動子の共振周波数の変化をパター
ン認識することにより揮発性化合物を識別すると共に、
複数個の水晶振動子センサの共振周波数の変化を測定す
ることにより揮発性化合物の濃度を測定する方法を提供
する。
/または濃度測定方法に使用する装置を示す説明図であ
る。41は試料管、42は水晶振動子センサ、43は水
晶振動子センサと発振回路45とを接続するリード線、
46は試料の注入口、47は通気口、48は温度計を示
す。発振回路45の後に設けられる周波数カウンタおよ
びコンピュータは図示を省略した。本発明で使用される
装置は、試料管41内部に複数の水晶振動子センサ43
を設けたところに特徴を有する。水晶振動子センサに塗
布される感応膜は、各水晶振動子センサ毎に異なる。こ
のため、揮発性化合物の感応膜への吸着量が各感応膜毎
に異なるので、各水晶振動子センサ毎に共振周波数の減
衰量が異なる。これにより各水晶振動子センサの共振周
波数の変化をパターンとして認識し、揮発性化合物の識
別が可能となる。
ついて、揮発性化合物の濃度と共振周波数の変化量との
間の関係を求めておく必要がある。このとき、揮発性化
合物の濃度は、測定温度の平衡蒸気圧以下の範囲から選
ぶ必要がある。試料管に注入すべき揮発性化合物の濃度
は、次式により算出されたCよりも低い濃度である。 C=[(22.4ρ・T・Vs)/(273M・V)]×103 上式中の記号は次の意味をあらわす。 Cはサンプルの濃度(ppm) ρはサンプルの密度(g/ml) Tは測定温度(°K) Vsはサンプルの体積(μl) Mはサンプルの分子量 Vは試料管の体積(l) 本発明によれば、複数の水晶振動子センサを用いること
により、揮発性化合物の種類を識別し、識別された揮発
性化合物について求められた検量線から濃度を求めるこ
とができる。試料中の揮発性化合物が混合物であるとき
には、この揮発性化合物の種類は予め同定しておく必要
がある。そしてこれらの揮発性化合物を予め各種の濃度
に混合した複数の試料を調整し、これらの試料について
周波数の変化パターンを求める。例えば水晶振動子セン
サが4個である場合には、4次元マトリックスであらわ
され、これを多変量解析の主成分分析法により、次元を
2次元に圧縮して散布図に表すことができる。揮発性化
合物の混合物についての周波数変化を上記と同様に処理
して散布図中における位置を求めることにより、各揮発
性化合物の濃度を求めることができる。
の感応膜を被覆した複数個の水晶振動子センサを試料管
中に挿入し、試料管中において揮発した揮発性化合物の
濃度が測定温度の平衡蒸気圧以下の範囲とるように調整
された揮発性化合物を試料管中に導入して揮発させ、揮
発性化合物の感応膜への吸着による各水晶振動子の共振
周波数の変化をパターン認識することにより揮発性化合
物の種類を識別すると共に、該揮発性化合物について予
め求められていた検量線から揮発性化合物の濃度を測定
する方法が提供される。以下実施例に基づいて本発明を
より詳細に説明する。
子センサを用い、RoseOxide(C10H18O)およびCi
tronellal(C10H18O)の光学異性体について、検
量線作成結果を図4および図5に示す。なお、試料管内
の温度は28℃に保持し、水晶振動子としてはAT−C
UTで基本周波数10.3525MHzの市販品を用い
た。
D体およびL体の混合物について試料中の濃度を求める
ことができる。
置を示す説明図である。
置のフローチャートである。
図である。
ラフである。
グラフである
Claims (2)
- 【請求項1】 電極面に揮発性化合物の感応膜を被覆し
た複数個の水晶振動子センサを試料管中に挿入し、揮発
性化合物の濃度を下記式 C=[(22.4ρ・T・Vs)/(273M・V)]×10 3 (上式中の記号は次の意味をあらわす。 Cはサンプル中の揮発性化合物の濃度(ppm) ρはサンプルの密度(g/ml) Tは測定温度(°K) Vsはサンプルの体積(μl) Mはサンプルの分子量 Vは試料管の体積(l)) により算出されたCよりも低い濃度に調整された液体状
揮発性化合物を試料管に導入して注入された揮発性化合
物を全量揮発させ、試料管中で揮発した 揮発性化合物の
感応膜への吸着による各水晶振動子の共振周波数の変化
をパターン認識することにより揮発性化合物を識別する
と共に、複数個の水晶振動子センサの共振周波数の変化
を測定することにより揮発性化合物の濃度を測定する方
法。 - 【請求項2】 液体状揮発性化合物が、複数種の揮発性
化合物の混合液体である請求項1記載の揮発性化合物の
濃度を測定する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01393294A JP3302481B2 (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | 揮発性化合物の識別および濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01393294A JP3302481B2 (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | 揮発性化合物の識別および濃度測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07209164A JPH07209164A (ja) | 1995-08-11 |
JP3302481B2 true JP3302481B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=11846972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01393294A Expired - Lifetime JP3302481B2 (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | 揮発性化合物の識別および濃度測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3302481B2 (ja) |
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-
1994
- 1994-01-12 JP JP01393294A patent/JP3302481B2/ja not_active Expired - Lifetime
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