JP6877394B2 - Liquid film materials for chemical sensors and chemical sensors - Google Patents
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本発明の実施形態は、ケミカルセンサ用液膜材料及びケミカルセンサに関する。 Embodiments of the present invention relate to liquid film materials for chemical sensors and chemical sensors.
生体物質を受容体として用いたケミカルセンサは、乾燥すると生体物質の活性が低下するため、液膜で生体物質を保護して使用される。しかし、液膜は大気圧下において、蒸発して消失してしまう虞があるため、大気圧下でも消失し難い液膜が求められている。 A chemical sensor using a biological substance as a receptor is used by protecting the biological substance with a liquid film because the activity of the biological substance decreases when it dries. However, since the liquid film may evaporate and disappear under atmospheric pressure, there is a demand for a liquid film that does not easily disappear even under atmospheric pressure.
本発明が解決しようとする課題は、大気圧下でも消失し難いケミカルセンサ用液膜材料及びケミカルセンサを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a liquid film material for a chemical sensor and a chemical sensor that are hard to disappear even under atmospheric pressure.
実施形態のケミカルセンサ用液膜材料は、イオン液体と水とを含む。液膜材料は、吸湿量と放湿量とが平衡である。 The liquid film material for a chemical sensor of the embodiment includes an ionic liquid and water. In the liquid film material, the amount of moisture absorbed and the amount of moisture released are in equilibrium.
実施形態のケミカルセンサは、感応膜と、感応膜の表面に固定された生体物質と、感応膜及び生体物質を覆う、実施形態のケミカルセンサ用液膜材料を含む液膜とを備える。 The chemical sensor of the embodiment includes a sensitive film, a biological substance fixed on the surface of the sensitive film, and a liquid film containing the sensitive film and the liquid film material for the chemical sensor of the embodiment, which covers the sensitive film and the biological substance.
以下に、図面を参照しながら種々の実施形態について説明する。各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比等は実際と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
ケミカルセンサ用液膜材料及びケミカルセンサについて説明するが、まずケミカルセンサ用液膜材料について説明する。
Hereinafter, various embodiments will be described with reference to the drawings. Each figure is a schematic view for facilitating the understanding of the embodiment, and the shape, dimensions, ratio, etc. may differ from the actual ones, but these are appropriately redesigned in consideration of the following explanations and known techniques. can do.
The liquid film material for chemical sensors and the chemical sensor will be described. First, the liquid film material for chemical sensors will be described.
[ケミカルセンサ用液膜材料]
実施形態のケミカルセンサ用液膜材料は、イオン液体と水とを含み、吸湿量と放湿量とが平衡である。本実施形態に係る「吸湿量」とは、実施形態の液膜材料が大気中から吸収する(吸湿する)水分量を示す。また、本実施形態に係る「放湿量」とは、実施形態の液膜材料から大気中に放出される(放湿される)水分量を示す。
[Liquid film material for chemical sensors]
The liquid film material for a chemical sensor of the embodiment contains an ionic liquid and water, and the amount of moisture absorbed and the amount of moisture released are in equilibrium. The "moisture absorption amount" according to the present embodiment indicates the amount of water absorbed (absorbed) from the atmosphere by the liquid film material of the embodiment. Further, the "moisture release amount" according to the present embodiment indicates the amount of water released (humidified) from the liquid film material of the embodiment into the atmosphere.
吸湿量及び放湿量は、例えば、イオン液体と水とを含む液膜材料を調製し、調製した液膜材料を室温下に所定時間静置して、静置直後の液膜材料の重量と、所定時間経過後の液膜材料の重量とを比較することによって測定することができる。ここで、所定時間経過後の液膜材料の重量が、静置直後の液膜材料の重量よりも多い場合、その重量差は吸湿量として表すことができる。また、静置直後の液膜材料の重量が、所定時間経過後の液膜材料の重量よりも多い場合、その重量差は放湿量として表すことができる。 The amount of moisture absorbed and released is, for example, the weight of the liquid film material immediately after preparing a liquid film material containing an ionic liquid and water and allowing the prepared liquid film material to stand at room temperature for a predetermined time. , It can be measured by comparing with the weight of the liquid film material after the lapse of a predetermined time. Here, when the weight of the liquid film material after the elapse of a predetermined time is larger than the weight of the liquid film material immediately after standing, the weight difference can be expressed as the amount of moisture absorbed. Further, when the weight of the liquid film material immediately after standing is larger than the weight of the liquid film material after a lapse of a predetermined time, the weight difference can be expressed as the amount of moisture released.
本発明者らは、気体試料中の標的物質を検出するケミカルセンサの液膜に用いられる液膜材料について種々検討した結果、イオン液体と水とを含む液膜材料は大気圧下に置いても、乾燥されずに消失し難いことを見出した。 As a result of various studies on the liquid film material used for the liquid film of the chemical sensor that detects the target substance in the gas sample, the present inventors have found that the liquid film material containing an ionic liquid and water can be placed under atmospheric pressure. , I found that it is hard to disappear without being dried.
しかしながら、本発明者らは単にイオン液体と水とを含む液膜材料をケミカルセンサの液膜に適用した場合、次のような問題を生じることを究明した。 However, the present inventors have found that when a liquid film material containing an ionic liquid and water is simply applied to a liquid film of a chemical sensor, the following problems occur.
すなわち、吸湿量と放湿量とが平衡ではない、イオン液体と水とを含む液膜材料は、大気圧下に置くと、液膜材料の水を大気中に放出する(放湿する)、又は液膜材料が大気中から水分を吸収する(吸湿する)ため、イオン液体の濃度が経時的に変化する。具体的には、液膜材料はイオン液体に水分子として結合していない水(自由水)が存在する場合、その自由水を大気中に放出する。或いは、水分子と結合可能なイオン液体が存在する場合、そのイオン液体が大気中から水分を吸収する。その結果、液膜材料中のイオン液体の濃度が経時的に変化する。このような液膜材料をケミカルセンサに適用した場合、イオン液体の濃度の経時変化が当該ケミカルセンサによる気体試料中の標的物質の測定値の検出時において、変動要因として現れる。従って、吸湿量と放湿量とが平衡ではない、イオン液体と水とを含む液膜材料を液膜として適用したケミカルセンサは、気体試料中の標的物質を高精度に検出することが困難であることを究明した。 That is, a liquid film material containing an ionic liquid and water, in which the amount of moisture absorbed and the amount of moisture released are not in equilibrium, releases (releases moisture) the water of the liquid film material into the atmosphere when placed under atmospheric pressure. Alternatively, since the liquid film material absorbs (absorbs moisture) water from the atmosphere, the concentration of the ionic liquid changes with time. Specifically, the liquid film material releases the free water into the atmosphere when water (free water) that is not bound as water molecules exists in the ionic liquid. Alternatively, if there is an ionic liquid that can bind to water molecules, the ionic liquid absorbs moisture from the atmosphere. As a result, the concentration of the ionic liquid in the liquid film material changes with time. When such a liquid film material is applied to a chemical sensor, a change over time in the concentration of the ionic liquid appears as a variable factor when the measured value of the target substance in the gas sample is detected by the chemical sensor. Therefore, it is difficult for a chemical sensor that applies a liquid film material containing an ionic liquid and water as a liquid film, in which the amount of moisture absorbed and the amount of moisture released are not in equilibrium, to detect the target substance in the gas sample with high accuracy. I found out that there is.
本発明者らは、前記究明結果に基づいてイオン液体と水とを含み、吸湿量と放湿量とが平衡であるケミカルセンサ用液膜材料を開発した。このような液膜材料は、大気圧下に置いても、大気中に放出される水分量と大気中から吸収される水分量とが釣り合っているため、イオン液体の濃度が経時的に変化しない。その結果、液膜材料をケミカルセンサに適用した場合、イオン液体の濃度の経時変化がないため、ケミカルセンサによる気体試料中の標的物質の測定値の検出時において、変動要因として現れない。従って、前記液膜材料を液膜として適用したケミカルセンサは、気体試料中の標的物質を高精度に検出することが可能になる。 Based on the above-mentioned investigation results, the present inventors have developed a liquid film material for a chemical sensor containing an ionic liquid and water and having an equilibrium between the amount of moisture absorbed and the amount of moisture released. Even when such a liquid film material is placed under atmospheric pressure, the amount of water released into the atmosphere and the amount of water absorbed from the atmosphere are balanced, so that the concentration of the ionic liquid does not change over time. .. As a result, when the liquid film material is applied to the chemical sensor, the concentration of the ionic liquid does not change with time, so that it does not appear as a variable factor when the measured value of the target substance in the gas sample is detected by the chemical sensor. Therefore, the chemical sensor to which the liquid film material is applied as a liquid film can detect the target substance in the gas sample with high accuracy.
以上、実施形態によれば大気圧下に置いても乾燥されずに消失し難く、かつ気体試料中の標的物質を高精度に検出可能なケミカルセンサの液膜を提供できる。 As described above, according to the embodiment, it is possible to provide a liquid film of a chemical sensor that is hard to disappear without being dried even when placed under atmospheric pressure and can detect a target substance in a gas sample with high accuracy.
実施形態のケミカルセンサ用液膜材料中のイオン液体は、例えばカチオンとアニオンからなる塩である。 The ionic liquid in the liquid film material for a chemical sensor of the embodiment is, for example, a salt composed of a cation and an anion.
カチオンは、例えばイミダゾリウム系骨格、ピリジニウム系骨格、ピロリジニウム系骨格、ピペリジニウム系骨格、アンモニウム系骨格、コリン系骨格、スルホニウム系骨格、又はホスホニウム系骨格を有するカチオンである。アニオンは、例えば単原子アニオン(Cl−、Br−、I−など)、フッ素系無機アニオン(BF4 −、PF6 −など)、非フッ素系無機アニオン(NO3 −、NO2 −など)、フッ素系有機アニオン(CF3SO3 −、(CF3SO2)2N−、(CF3SO2)3C−、(C2F5SO2)2N−など)、又は非フッ素系有機アニオン((CN)2N−、CH3COO−など)である。
The cation is, for example, a cation having an imidazolium-based skeleton, a pyridinium-based skeleton, a pyrrolidinium-based skeleton, a piperidinium-based skeleton, an ammonium-based skeleton, a choline-based skeleton, a sulfonium-based skeleton, or a phosphonium-based skeleton. Anion, for example, monoatomic anion (Cl -, Br -, I - , etc.), fluorine-based
カチオン及び/又はアニオンが、例えば水酸基、カルボキシル基、アミノ基のような親水基を有する場合、このようなカチオン及び/又はアニオンからなるイオン液体は、水分子と水素結合を形成して結合し得る。カチオン及び/又はアニオンが、例えばアルキル基のような疎水基を有する場合、このようなカチオン及び/又はアニオンからなるイオン液体は、気体試料中の標的物質に対して高い親和性を有し得る。 When a cation and / or anion has a hydrophilic group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group, the ionic liquid composed of such a cation and / or anion can form a hydrogen bond with a water molecule. .. If the cation and / or anion has a hydrophobic group, such as an alkyl group, the ionic liquid consisting of such a cation and / or anion may have a high affinity for the target material in the gaseous sample.
いくつかの実施形態において、水は、上述したイオン液体に水分子として結合されている。いくつかの実施形態において、水は、上述したイオン液体に水分子として水素結合により結合されている。 In some embodiments, the water is bound as a water molecule to the ionic liquid described above. In some embodiments, water is hydrogen bonded to the ionic liquid described above as water molecules.
いくつかの実施形態において、イオン液体は、例えば、リン酸二水素コリンである。なお、リン酸二水素コリンは、常温常圧下において、固体のイオン液体物質として存在する。リン酸二水素コリンをイオン液体として使用する際には、例えばリン酸二水素コリンに所望の量の水を加えてから使用することができる。 In some embodiments, the ionic liquid is, for example, choline dihydrogen phosphate. Choline dihydrogen phosphate exists as a solid ionic liquid substance under normal temperature and pressure. When choline dihydrogen phosphate is used as an ionic liquid, it can be used after adding a desired amount of water to choline dihydrogen phosphate, for example.
いくつかの実施形態において、実施形態のケミカルセンサ用液膜材料が、リン酸二水素コリンと水とを含む場合、リン酸二水素コリンと水との合計の重量百分率を100重量%としたときに、リン酸二水素コリンの濃度は59重量%以上61重量%以下(水の濃度は39重量%以上41重量%以下)である。リン酸二水素コリンの濃度は60重量%(水の濃度は40重量%)であることが好ましい。 In some embodiments, when the liquid film material for a chemical sensor of the embodiment contains choline dihydrogen phosphate and water, the total weight percentage of choline dihydrogen phosphate and water is 100% by weight. In addition, the concentration of choline dihydrogen phosphate is 59% by weight or more and 61% by weight or less (the concentration of water is 39% by weight or more and 41% by weight or less). The concentration of choline dihydrogen phosphate is preferably 60% by weight (the concentration of water is 40% by weight).
いくつかの実施形態において、実施形態のケミカルセンサ用液膜材料は、生体物質を覆い保護するために使用される。 In some embodiments, the liquid film material for a chemical sensor of the embodiment is used to cover and protect biological material.
実施形態のケミカルセンサ用液膜材料は、例えば上述したイオン液体を、大気中の水分や水蒸気が出入り可能な状態下に長期間静置することにより調製することができる。イオン液体を静置する場所は密閉空間でもよく、大気中でもよく、恒温恒湿槽のような、温度、湿度等を制御可能な場所でもよい。さらに、イオン液体の吸湿量を増大させるために、イオン液体を含む容器を、多量の水を入れた容器の近傍に設置してもよいし、高湿度環境下に当該イオン液体を含む容器を設置してもよい。吸湿量と放湿量とが平衡である、イオン液体の濃度が判明している場合、イオン液体に所定量の水を添加し、混合物を撹拌して調製してもよい。実施形態のケミカルセンサ用液膜材料は、イオン液体と水とからなることが好ましい。 The liquid film material for a chemical sensor of the embodiment can be prepared, for example, by allowing the above-mentioned ionic liquid to stand for a long period of time in a state where moisture and water vapor in the atmosphere can enter and exit. The place where the ionic liquid is placed may be a closed space, an atmosphere, or a place where the temperature, humidity, etc. can be controlled, such as a constant temperature and humidity chamber. Further, in order to increase the amount of moisture absorbed by the ionic liquid, a container containing the ionic liquid may be installed in the vicinity of a container containing a large amount of water, or a container containing the ionic liquid may be installed in a high humidity environment. You may. When the concentration of the ionic liquid in which the amount of moisture absorbed and the amount of moisture released are in equilibrium, a predetermined amount of water may be added to the ionic liquid and the mixture may be stirred to prepare the mixture. The liquid film material for the chemical sensor of the embodiment is preferably composed of an ionic liquid and water.
[ケミカルセンサ]
図1は、実施形態のケミカルセンサの一例を示す断面図、図2は、第1の実施形態のケミカルセンサの一例を示す平面図である。
[Chemical sensor]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the chemical sensor of the embodiment, and FIG. 2 is a plan view showing an example of the chemical sensor of the first embodiment.
ケミカルセンサ10は、基板1を備えている。基板1の表面1a上には、感応膜2と、感応膜2の一端に接続されたソース電極3と、感応膜2の他端に接続されたドレイン電極4が設けられている。基板1の表面1a上には、壁部5が立設され、壁部5は平面視において感応膜2の周囲を囲み、かつソース電極3及びドレイン電極4の外周面を覆っている。感応膜2の表面2aには、生体物質である受容体6が固定されている。感応膜2の表面2aには、受容体6を覆うように液膜7が配置されている。液膜7は、上述した実施形態のケミカルセンサ用液膜材料を含む。また、液膜7には、標的物質8を含む気体試料9が取り込まれる。
The
液膜7は、前述したケミカルセンサ用液膜材料を含むため、イオン液体と水とを含み、吸湿量と放湿量とが平衡である。すなわち、液膜7では、大気中に放出される水分量と大気中から吸収される水分量とが釣り合っているため、イオン液体の濃度が経時的に変化しない。このようなイオン液体の濃度の経時変化がないため、ケミカルセンサ10に測定値の変動が現れない。従って、液膜7を備えるケミカルセンサ10は、大気圧下に置いても乾燥されずに消失し難く、かつ気体試料中の標的物質を高精度に検出することができる。液膜7は、前述したケミカルセンサ用液膜材料からなることが好ましい。
Since the
液膜7は、気体試料9からの標的物質8を受容体6へと運ぶ媒体として働く。液膜7は、水を含み、かつ受容体6を覆うように配置されているため、受容体6の乾燥による変性又は損傷を防ぐことができる。
The
液膜7はイオン液体を含み、当該イオン液体は高い沸点を有し、蒸発しにくい。そのため、液膜7を薄く形成しても、当該液膜7が乾燥し、受容体6が乾燥して当該受容体が失活する虞がない。ここで液膜7の厚さは、例えば図1において感応膜2の表面2aから液膜7と気体との界面までの最短距離をいう。液膜7を薄く形成すると、液膜7中に取り込まれた気体試料9中の標的物質8が受容体6に到達し易い。従って、高感度のケミカルセンサを構成することができる。
The
液膜7は、イオン液体を含み、当該イオン液体のカチオン及び/又はアニオンが上述した疎水基を有する場合、気体試料中の標的物質に対して高い親和性を有し得る。その結果、液膜7への標的物質の取り込みが向上して、高感度のケミカルセンサを構成することができる。
The
いくつかの実施形態において、液膜7の表面には、その表面を覆うように、さらなる液膜(第2液膜とも称する、図示せず)を配置してもよい。第2液膜は、例えば標的物質との親和性が低い無極性溶媒(トルエン、ヘキサン等)である。このような第2液膜は、大気中から液膜7へ非標的物質(夾雑物)が進入することを防ぎ、ケミカルセンサに非標的物質由来の測定値の変動が現れないため、高感度のケミカルセンサを構成することができる。
In some embodiments, an additional liquid film (also referred to as a second liquid film, not shown) may be arranged on the surface of the
以下、各構成について詳細に説明する。
基板1は、例えば矩形の板状である。基板1は、例えばシリコン、ガラス、セラミックス、高分子材料又は金属等から形成されている。基板1の大きさは、限定されるものではないが、例えば10mm×10mm×0.5mm(幅×長さ×厚さ)である。
Hereinafter, each configuration will be described in detail.
The
基板1は、例えば、表面1a側に絶縁膜(図示せず)を備えてもよい。絶縁膜は、例えば酸化シリコン、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、高分子材料、又は有機分子の自己組織化膜等の電気的に絶縁性の材料から形成されている。基板1は、表面1a側に設けられた絶縁膜と、ゲート電極として機能する導体層とを備えてもよい。この場合、絶縁層の厚さは、絶縁性を損なわない範囲で出来る限り薄い方がよく、例えば数nm程度とすることが好ましい。このような薄膜は、例えばALD(Atomic Layer Deposition)法によって形成することが可能である。
The
感応膜2は、そこに結合している物質の構造や電荷の状態などが変化した時に物性が変化する膜である。感応膜2は、例えば、電気抵抗が変化する物質から形成されている。感応膜2は、炭素原子1個分の厚さを有する単層のグラフェンの膜である。グラフェン膜は、複数層で設けられてもよい。感応膜2の大きさは、限定されるものではないが、例えば、0.1〜500μm×0.1〜500μm(幅×長さ)とすることができる。実用的には10〜100μm×10〜100μmであれば製造が容易である。グラフェンは、非常に優れた電気特性を有する(例えばシリコンの1000倍である)ため、高感度のケミカルセンサにできる。
The
感応膜2は、例えば、高分子、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、ケイ素(Si)、シリサイド等の導体の膜若しくはそのナノワイヤ、或いはグラフェン、カーボンナノチューブ、二硫化モリブデン(MoS2)若しくは二セレン化タングステン(WSe2)等の材料等から形成されていてもよい。
The
ソース電極3及びドレイン電極4は、例えば、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、クロム(Cr)又はアルミニウム(Al)等の金属、或いは、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウムスズ(ITO)、IGZO、導電性高分子等の導電性物質から形成されている。
The
ソース電極3及びドレイン電極4は、電源(図示せず)と電気的に接続している。ソース電極3及びドレイン電極4は、例えば電源から電圧(ソース・ドレイン電圧(Vsd))が印加されると、ソース電極3から感応膜2を介してドレイン電極4に電流(ソース・ドレイン電流(Isd))が流れるように構成される。この時、グラフェンの膜である感応膜2は、ソース電極3及びドレイン電極4に対してチャネルとして機能する。
The
壁部5は、例えば、電気的に絶縁性の材料から形成されている。壁部5の絶縁性材料は、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリジメチルシロキサン、フッ素樹脂等の高分子物質、又は酸化シリコン、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の無機絶縁膜、あるいは有機分子の自己組織化膜等である。
The
受容体6は、上述したように生体物質である。受容体6には、例えば、嗅覚受容体の断片を用いることができる。受容体6は、標的物質8と結合する部位の配列を含む嗅覚受容体の断片である。例えば、そのような配列は、嗅覚受容体の細胞外に位置するリガンド結合部位を含む。受容体6は、例えば、嗅覚受容体のデータベースからそのリガンド結合部位のアミノ酸配列を得て、そのアミノ酸配列を有するオリゴペプチドを合成することによって製造できる。受容体6は標的物質と結合するものであればよく、例えば、リガンド結合部位の配列を部分的に改変したものであってもよく、新たな配列を付加したものであってもよい。受容体6は、例えば、嗅覚受容体として、動物の嗅覚受容体を用いることができる。動物は、例えば、脊椎動物又は昆虫等である。例えば、ヒト、シンジョウハエ等の嗅覚受容体を用いることができる。
受容体6は、例えば、受容体6及び/又は感応膜2に修飾基を付加し、両者を化学合成により結合することによって、感応膜2に固定することができる。受容体6が感応膜2に固定されている状態は、受容体6が感応膜2に化学結合により接続している状態を示す。
The
いくつかの実施形態において、感応膜2の表面2aには、受容体6に加えて、ブロッキング剤(図示せず)が、表面2a上を覆うように配置されていてもよい。ブロッキング剤は、例えば、金属酸化物(Al2O3、HfO2等)、タンパク質、有機分子、脂質膜、ペプチド、核酸等を用いることができる。このようなブロッキング剤を備えることにより、気体試料9に含まれる非標的物質11(例えば、夾雑物)が感応膜2の表面に結合することを防止することができる。
In some embodiments, on the
標的物質8は、気体中に含まれ、動物の嗅覚受容体のリガンドとなり得る物質である。標的物質8は、例えば、匂い物質又はフェロモン物質のような揮発性有機化合物(VOC:volatile organic compound)である。標的物質8は、例えば、アルコール類、エステル類、アルデヒド類、ケトン類等であるがこれらに限定されるものではない。このような標的物質8の多くは、水への溶解性が低い物質である。 The target substance 8 is a substance contained in a gas and can be a ligand for an animal olfactory receptor. The target substance 8 is, for example, a volatile organic compound (VOC) such as an odorant substance or a pheromone substance. The target substance 8 is, for example, alcohols, esters, aldehydes, ketones, and the like, but is not limited thereto. Most of such target substances 8 are substances having low solubility in water.
気体試料9は、例えば、標的物質8が含まれ得る分析されるべき気体である。気体試料9は、例えば、大気、呼気、又は生体や物体等の分析対象から発生られる他の気体、或いは当該分析対象の周辺の空気等である。気体試料9は、非標的物質11を含み得る。 The gas sample 9 is, for example, a gas to be analyzed that may contain the target substance 8. The gas sample 9 is, for example, the atmosphere, exhaled breath, other gas generated from an analysis target such as a living body or an object, or air around the analysis target. The gaseous sample 9 may contain the non-target substance 11.
前述した実施形態のケミカルセンサは、グラフェン電界効果型トランジスタ(グラフェンFETとも称する)の構成を有しているが、グラフェンFETに限られるものではなく、受容体6のような生体物質を用いる場合であれば、例えば、他の電荷検出素子、表面プラズモン共鳴素子(SPR)、表面弾性波(SAW)素子、圧電薄膜共振(FBAR)素子、水晶振動子マイクロバランス(QCM)素子、又はMEMSカンチレーバー素子等の構成とすることができる。
The chemical sensor of the above-described embodiment has a configuration of a graphene field effect transistor (also referred to as a graphene FET), but is not limited to the graphene FET, and is a case where a biological material such as a
以下に実施形態のケミカルセンサを用いる標的物質の検出方法を、図3に示すフローチャートを参照して説明する。
標的物質の検出方法は、例えば、以下の工程を含む。(S1)実施形態のケミカルセンサを用意すること、(S2)気体試料を液膜に接触させること、(S3)感応膜の物性の変化を検出すること、及び(S4)検出の結果から、気体試料中の標的物質の有無又は量を決定すること。
以下、上記各工程を行うことによって標的物質を検出する原理について説明する。
Hereinafter, a method for detecting a target substance using the chemical sensor of the embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
The method for detecting the target substance includes, for example, the following steps. From the results of (S1) preparing the chemical sensor of the embodiment, (S2) bringing the gas sample into contact with the liquid film, (S3) detecting the change in the physical properties of the sensitive film, and (S4) the detection result, the gas To determine the presence or absence or amount of target substance in the sample.
Hereinafter, the principle of detecting the target substance by performing each of the above steps will be described.
工程(S2)において気体試料9をケミカルセンサ10の液膜7に接触させる。この時のケミカルセンサの様子を図4に示す。気体試料9の液膜7への接触によって標的物質8が液膜7に入り込み(図4の(a)、(b))、受容体6に結合する(図4の(c))。一方、非標的物質11(夾雑物)は、受容体6に結合しない(図4の(d))。標的物質8と受容体6との結合(図4の(c))によって感応膜2の物性が変化する。物性とは、例えば、感応膜の電気抵抗等である。
In the step (S2), the gas sample 9 is brought into contact with the
工程(S3)において、物性の変化を電気的信号の変化として検出する。電気的信号は、例えば、電流値、電位値、電気容量値又はインピーダンス値等である。電気信号の変化とは、例えば、電気的信号の増加、減少、消失、又は特定時間内での積算値の変化等である。上述したグラフェンFETを用いる場合、物性の変化は、例えば、ゲート電圧及びドレイン電圧として一定電圧を印加した際の、ソース・ドレイン間電流値の変化として検出できる。あるいは、ソース・ドレイン間電流値を一定に維持している際の、ゲート電圧値の変化として検出してもよい。電気信号の変化の情報は、例えば、電気的に接続されたデータ処理部などに送られ、記憶され、処理される。 In the step (S3), a change in physical properties is detected as a change in an electrical signal. The electrical signal is, for example, a current value, a potential value, a capacitance value, an impedance value, or the like. The change in the electric signal is, for example, an increase, decrease, disappearance of the electric signal, a change in the integrated value within a specific time, or the like. When the graphene FET described above is used, the change in physical properties can be detected as, for example, a change in the current value between the source and drain when a constant voltage is applied as the gate voltage and the drain voltage. Alternatively, it may be detected as a change in the gate voltage value while the source-drain current value is kept constant. Information on changes in electrical signals is sent, stored, and processed, for example, to an electrically connected data processing unit.
工程(S4)において、検出の結果から気体試料9中の標的物質8の有無又は量を決定する。例えば、電気的信号の変化が生じた場合に気体試料9に標的物質8が存在すると判断し、変化が起きない場合に標的物質8が存在しないと判断してもよい。また、電気的信号が予め設定された閾値よりも大きく変化した場合に標的物質8が存在すると判断し、変化が閾値よりも小さい場合に標的物質8が存在しないと判断してもよい。そのような閾値は、例えば、標的物質が含まれていることが知られている気体試料をケミカルセンサの分析に供して電気的信号の変化値を得ることなどによって得ることができる。或いは、変化量によって標的物質の量を決定してもよい。その場合、濃度既知の標的物質を用いて、標的物質の濃度に対する変化量の検量線を作成し、それと照らし合わせることによって標的物質の量を決定してもよい。 In the step (S4), the presence or absence or amount of the target substance 8 in the gas sample 9 is determined from the detection result. For example, it may be determined that the target substance 8 is present in the gas sample 9 when a change in the electrical signal occurs, and it may be determined that the target substance 8 does not exist when the change does not occur. Further, it may be determined that the target substance 8 is present when the electrical signal changes more than a preset threshold value, and it may be determined that the target substance 8 does not exist when the change is smaller than the threshold value. Such a threshold can be obtained, for example, by subjecting a gas sample known to contain a target substance to an analysis of a chemical sensor to obtain a change value of an electrical signal. Alternatively, the amount of the target substance may be determined by the amount of change. In that case, the amount of the target substance may be determined by creating a calibration curve of the amount of change with respect to the concentration of the target substance using a target substance having a known concentration and comparing it with the calibration curve.
以上に説明した工程により、実施形態のケミカルセンサは、気体試料中の標的物質を検出することができる。 By the steps described above, the chemical sensor of the embodiment can detect the target substance in the gas sample.
標的物質の検出方法は、各工程を自動的に行う装置によって行われてもよい。そのような装置は、例えばケミカルセンサ10と、液膜7を形成するための実施形態の液膜材料をケミカルセンサ10の感応膜2上に送液する送液部と、ケミカルセンサ10の液膜7に気体試料9を接触させるための試料導入部と、感応膜2の物理的特性の変化を電気的信号の変化に変換する検出部と、検出部から得られた電気的信号の情報を格納し、処理するデータ処理部と、これらの各部の操作を制御する制御部とを含む。上記工程(S2)〜(S4)の操作は、装置の操作者の入力により実行されてもよいし、制御部に含まれるプログラムによって実行されてもよい。
The method for detecting the target substance may be carried out by an apparatus that automatically performs each step. Such an apparatus includes, for example, a
実施形態のケミカルセンサを用いる標的物質の検出方法によれば、標的物質と結合する受容体を用いるため、非標的物質(夾雑物)が検出されるのを防ぐことが可能である。したがって、気体中に含まれる物質の組成が異なる条件においても、夾雑物の影響を受けることなく標的物質を検出することが可能である。 According to the method for detecting a target substance using the chemical sensor of the embodiment, it is possible to prevent the detection of a non-target substance (contaminant) because a receptor that binds to the target substance is used. Therefore, it is possible to detect a target substance without being affected by impurities even under conditions where the composition of the substance contained in the gas is different.
以下、基板1、感応膜2、ソース電極3、ドレイン電極4、壁部5、1種類の受容体6、液膜7を含む一つの単位を「センサ素子」と称する。いくつかの実施形態において、1つのケミカルセンサに複数種類のセンサ素子を搭載させることもできる。複数種類のセンサ素子はそれぞれ、互いに異なる種類の受容体6を備え、異なる種類の標的物質を検出することができる。
複数種類のセンサ素子を備えるケミカルセンサについて図5を用いて説明する。
Hereinafter, one unit including the
A chemical sensor including a plurality of types of sensor elements will be described with reference to FIG.
この例におけるケミカルセンサ20は、受容体6Aが固定された感応膜2Aを備えるセンサ素子Aと、受容体6Bが固定された感応膜2Bを備えるセンサ素子Bと、受容体6Cが固定された感応膜2Cを備えるセンサ素子Cと、受容体6Dが固定された感応膜2Dを備えるセンサ素子Dとを備える。
The
各センサ素子の感応膜2A〜2Dはそれぞれ、その物性の変化を個別に検出できるように構成されている。
The
1つのケミカルセンサに搭載されるセンサ素子の数、種類、配置等は図5に示されるものに限定されるものではない。また、各種類のケミカルセンサ素子をそれぞれ複数備えてもよい。 The number, type, arrangement, etc. of sensor elements mounted on one chemical sensor are not limited to those shown in FIG. Further, a plurality of chemical sensor elements of each type may be provided.
ケミカルセンサが複数種類のケミカルセンサ素子を備える場合の標的物質の検出方法について図5の例を用いて説明する。 A method for detecting a target substance when the chemical sensor includes a plurality of types of chemical sensor elements will be described with reference to the example of FIG.
このような標的物質の検出方法においては、図5のケミカルセンサ20を用いて上記工程(S1)〜(S3)を同様に行う。工程(S3)においては各センサ素子A〜Dから個別に電気的信号が得られる。工程(S4)において電気的信号の変化が生じたセンサ素子の種類(そこに固定された受容体の種類)及び個数から、複数の標的物質を含む標的物質混合物の種類を特定してもよい。例えば、センサ素子A及びBで電気的信号の変化が生じた場合、気体試料中に標的物質混合物Iが存在し、センサ素子A、C及びDで電気的信号の変化が生じた場合、気体試料中に標的物質混合物IIが存在すると判断すること等ができる。或いは、各センサ素子をそれぞれ複数備えるケミカルセンサにおいて、センサ素子A、B、C、Dから検出される電気的信号の強度比によって、特定の標的物質混合物の有無を決定してもよい。また、その強度比によって気体試料中に含まれる標的物質混合物の種類を特定することができる。
In such a method for detecting a target substance, the above steps (S1) to (S3) are similarly performed using the
標的物質混合物とは、複数の標的物質が特定の組み合わせで混合された混合物であり、例えば、標的物質混合物を1つの特定の「匂い」と結び付け、上記方法によって「匂い」の有無又は量を決定してもよい。また、「匂い」と「匂い」を発する原因とを予め結び付けておき、このような検出によって匂いを発する原因を特定することも可能である。 A target substance mixture is a mixture of a plurality of target substances in a specific combination. For example, the target substance mixture is associated with one specific "odor", and the presence or absence or amount of the "odor" is determined by the above method. You may. It is also possible to link the "smell" and the cause of emitting the "smell" in advance, and to identify the cause of emitting the odor by such detection.
<試験例1>
最初に、水と、イオン液体としてのリン酸二水素コリンを準備して、下記液膜材料1〜3を調製した。
(液膜材料1)
186.22gの水に1001.75gのリン酸二水素コリンを加え、撹拌して、液膜材料1(リン酸二水素コリンの濃度:85重量%、水の濃度:15重量%)を調製した。
(液膜材料2)
435.41gの水に1014.91gのリン酸二水素コリンを加え、撹拌して、液膜材料2(リン酸二水素コリンの濃度:70重量%、水の濃度:30重量%)を調製した。
(液膜材料3)
1499.22gの水に1010.58gのリン酸二水素コリンを加え、撹拌して、液膜材料3(リン酸二水素コリンの濃度:40重量%、水の濃度:60重量%)を調製した。
<Test Example 1>
First, water and choline dihydrogen phosphate as an ionic liquid were prepared to prepare the following
(Liquid film material 1)
1001.75 g of choline dihydrogen phosphate was added to 186.22 g of water and stirred to prepare liquid film material 1 (concentration of choline dihydrogen phosphate: 85% by weight, concentration of water: 15% by weight). ..
(Liquid film material 2)
1014.91 g of choline dihydrogen phosphate was added to 435.41 g of water and stirred to prepare liquid film material 2 (concentration of choline dihydrogen phosphate: 70% by weight, concentration of water: 30% by weight). ..
(Liquid film material 3)
1010.58 g of choline dihydrogen phosphate was added to 1499.22 g of water and stirred to prepare liquid film material 3 (concentration of choline dihydrogen phosphate: 40% by weight, concentration of water: 60% by weight). ..
これら液膜材料1〜3をそれぞれ、開放系のビーカーに移し、室温下(室温及び湿度はコントロールせず)に静置して、液膜材料1〜3に含まれる水の濃度[重量%]の測定を開始した。その後、静置開始から所定時間経過後に液膜材料1〜3の水の濃度をそれぞれ測定した。測定結果を図6に示す。
Each of these
図6に示すように、水の濃度が15重量%である液膜材料1、及び水の濃度が30重量%である液膜材料2は、測定開始から時間経過に従って、それぞれ水の濃度が増大した。16日目になると、液膜材料1、2は、ともに水の濃度が40重量%(リン酸二水素コリンの濃度が60重量%)である液膜材料となった。そして16日目以降は、水の濃度は、時間が経過しても40重量%から増減しなかった。
As shown in FIG. 6, the
他方、水の濃度が60重量%である液膜材料3は、測定開始から時間経過に従って、水の濃度が減少した。そして65日目になると、液膜材料3は、水の濃度が40重量%(リン酸二水素コリンの濃度が60重量%)である液膜材料となった。
On the other hand, in the
すなわち、液膜材料1、2は、測定開始から時間経過に従って、大気中から水分を吸収(吸湿)することによって水の濃度が増大した。そして16日目以降、液膜材料1、2は、40重量%の水の濃度(60重量%のリン酸二水素コリンの濃度)において、吸湿量と放湿量とが平衡になったことが確認された。
That is, the
液膜材料3は、測定開始から時間経過に従って、大気中に水分を放出(放湿)することによって水の濃度が減少した。そして65日目には、液膜材料3は、吸湿量と放湿量とが平衡である、40重量%の水の濃度(60重量%のリン酸二水素コリンの濃度)になったことが確認された。
The concentration of water in the
<試験例2>
(実施例1)
水にリン酸二水素コリンを加え、撹拌して、ケミカルセンサ用液膜材料(リン酸二水素コリンの濃度:60重量%、水の濃度:40重量%)を調製した。前述した図1に示す構造のケミカルセンサにおいて、調製したケミカルセンサ用液膜材料を液膜として用いた。
(比較例1)
水にリン酸二水素コリンを加え、撹拌して、ケミカルセンサ用液膜材料(リン酸二水素コリンの濃度:70重量%、水の濃度:30重量%)を調製した。前述した図1に示す構造のケミカルセンサにおいて、調製したケミカルセンサ用液膜材料を液膜として用いた。
(比較例2)
水にリン酸二水素コリンを加え、撹拌して、ケミカルセンサ用液膜材料(リン酸二水素コリンの濃度:40重量%、水の濃度:60重量%)を調製した。前述した図1に示す構造のケミカルセンサにおいて、調製したケミカルセンサ用液膜材料を液膜として用いた。
<Test Example 2>
(Example 1)
Choline dihydrogen phosphate was added to water and stirred to prepare a liquid film material for a chemical sensor (concentration of choline dihydrogen phosphate: 60% by weight, concentration of water: 40% by weight). In the chemical sensor having the structure shown in FIG. 1 described above, the prepared liquid film material for the chemical sensor was used as the liquid film.
(Comparative Example 1)
Choline dihydrogen phosphate was added to water and stirred to prepare a liquid film material for a chemical sensor (concentration of choline dihydrogen phosphate: 70% by weight, concentration of water: 30% by weight). In the chemical sensor having the structure shown in FIG. 1 described above, the prepared liquid film material for the chemical sensor was used as the liquid film.
(Comparative Example 2)
Choline dihydrogen phosphate was added to water and stirred to prepare a liquid film material for a chemical sensor (concentration of choline dihydrogen phosphate: 40% by weight, concentration of water: 60% by weight). In the chemical sensor having the structure shown in FIG. 1 described above, the prepared liquid film material for the chemical sensor was used as the liquid film.
実施例1のケミカルセンサにおいて、組立て直後の、ゲート電圧(V gate[V])を変えた時のドレイン電流(I drain[A])の変化、組立て後、57分間経過後の同ドレイン電流の変化、及び組立て後、1038分間経過後の同ドレイン電流の変化、をそれぞれ測定した。 In the chemical sensor of Example 1, the change in drain current (Idrain [A]) when the gate voltage (V gate [V]) was changed immediately after assembly, and the same drain current 57 minutes after assembly. The change and the change in the drain current after 1038 minutes after assembly were measured.
また、比較例1のケミカルセンサにおいて、組立て直後の、ゲート電圧を変えた時のドレイン電流の変化、組立て後、35分間経過後の同ドレイン電流の変化、及び組立て後、47分間経過後の同ドレイン電流の変化、をそれぞれ測定した。 Further, in the chemical sensor of Comparative Example 1, the change in the drain current when the gate voltage was changed immediately after the assembly, the change in the drain current 35 minutes after the assembly, and the same 47 minutes after the assembly. The change in drain current was measured respectively.
さらに、比較例2のケミカルセンサにおいて、組立て直後の、ゲート電圧を変えた時のドレイン電流の変化、組立て後、2分間経過後の同ドレイン電流の変化、及び組立て後、9分間経過後の同ドレイン電流の変化、をそれぞれ測定した。
測定結果を図7に示す。
Further, in the chemical sensor of Comparative Example 2, the change in the drain current when the gate voltage was changed immediately after the assembly, the change in the drain current 2 minutes after the assembly, and the same 9 minutes after the assembly. The change in drain current was measured respectively.
The measurement results are shown in FIG.
図7に示すように、比較例1のケミカルセンサは、組立て後、35分間経過すると、電気的特性が大きく変化し、組立て後、47分間経過すると、電気的特性がさらに大きく変化することが確認された。また、比較例2のケミカルセンサは、組立て後、2分間経過すると、電気的特性が大きく変化し、組立て後、9分間経過すると、電気的特性がさらに大きく変化することが確認された。言い換えると、比較例1、2のケミカルセンサは、ドレイン電流の最小値である電荷中性点が、組立て後、数分間乃至数十分間経過すると大きく変化した。この結果は、イオン液体の濃度が経時的に変化することを示す。そのため、ケミカルセンサによる気体試料中の標的物質の測定値の検出時において、変動要因として現れる。従って、比較例1、2のケミカルセンサは、気体試料中の標的物質を高精度に検出することが困難とある。
As shown in FIG. 7, it was confirmed that the chemical sensor of Comparative Example 1 had a large change in electrical characteristics 35 minutes after assembly and a further large change in electrical characteristics 47 minutes after assembly. Was done. Further, it was confirmed that the chemical sensor of Comparative Example 2 had a large change in
他方、実施例1のケミカルセンサは、組立て後、1038分間経過しても、電気的特性がほとんど変化していないことが確認された。言い換えると、実施例1のケミカルセンサは、ドレイン電流の最小値である電荷中性点が、組立て後、1038分間経過しても変化しなかった。この結果は、イオン液体の濃度が経時的に変化しないことを示す。そのため、ケミカルセンサによる気体試料中の標的物質の測定値の検出時において、変動要因として現れない。従って、実施例1のケミカルセンサは、気体試料中の標的物質を高精度に検出することができる。 On the other hand, it was confirmed that the chemical sensor of Example 1 had almost no change in electrical characteristics even after 1038 minutes had passed after assembly. In other words, in the chemical sensor of Example 1, the charge neutral point, which is the minimum value of the drain current, did not change even after 1038 minutes had passed after assembly. This result indicates that the concentration of the ionic liquid does not change over time. Therefore, it does not appear as a variable factor when the measured value of the target substance in the gas sample is detected by the chemical sensor. Therefore, the chemical sensor of Example 1 can detect the target substance in the gas sample with high accuracy.
本発明のいつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の種々の形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
イオン液体と水とを含み、
吸湿量と放湿量とが平衡であるケミカルセンサ用液膜材料。
[2]
前記水は、前記イオン液体に結合している[1]に記載のケミカルセンサ用液膜材料。
[3]
前記結合は水素結合である[2]に記載のケミカルセンサ用液膜材料。
[4]
前記イオン液体はリン酸二水素コリンである[1]〜[3]のいずれか1つに記載のケミカルセンサ用液膜材料。
[5]
前記リン酸二水素コリンと前記水との合計の重量百分率を100重量%としたときに、前記リン酸二水素コリンの濃度は59重量%以上61重量%以下である[4]に記載のケミカルセンサ用液膜材料。
[6]
生体物質を覆い保護するために使用される[1]〜[5]のいずれか1つに記載のケミカルセンサ用液膜材料。
[7]
気体試料中の標的物質を検出するためのケミカルセンサであって、
感応膜と、
前記感応膜の表面に固定された生体物質と、
前記感応膜及び前記生体物質を覆う、[1]〜[6]のいずれか1つに記載のケミカルセンサ用液膜材料を含む液膜と、を備えたケミカルセンサ。
[8]
気体試料中の標的物質を検出するためのケミカルセンサであって、
前記標的物質と結合する生体物質と、
前記標的物質と前記生体物質との結合によって物性が変化する感応膜と、
前記感応膜及び前記生体物質を覆う、[1]〜[6]のいずれか1つに記載のケミカルセンサ用液膜材料を含む液膜と、を備えたケミカルセンサ。
[9]
前記生体物質は受容体である[7]又は[8]に記載のケミカルセンサ。
[10]
前記感応膜の表面にブロッキング剤をさらに備える[7]〜[9]のいずれか1つに記載のケミカルセンサ。
[11]
前記標的物質は匂い物質である[7]〜[10]のいずれか1つに記載のケミカルセンサ。
[12]
前記感応膜はグラフェンを含み、
前記感応膜の一端に接続されたソース電極と、前記感応膜の他端に接続されたドレイン電極とをさらに備えた[7]〜[11]いずれか1つに記載のケミカルセンサ。
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
The inventions described in the claims of the original application of the present application are described below.
[1]
Contains ionic liquids and water,
A liquid film material for chemical sensors in which the amount of moisture absorbed and the amount of moisture released are in equilibrium.
[2]
The liquid film material for a chemical sensor according to [1], wherein the water is bound to the ionic liquid.
[3]
The liquid film material for a chemical sensor according to [2], wherein the bond is a hydrogen bond.
[4]
The liquid film material for a chemical sensor according to any one of [1] to [3], wherein the ionic liquid is choline dihydrogen phosphate.
[5]
The chemical according to [4], wherein the concentration of choline dihydrogen phosphate is 59% by weight or more and 61% by weight or less when the total weight percentage of the choline dihydrogen phosphate and the water is 100% by weight. Liquid film material for sensors.
[6]
The liquid film material for a chemical sensor according to any one of [1] to [5] used for covering and protecting a biological substance.
[7]
A chemical sensor for detecting a target substance in a gas sample.
Sensitive membrane and
Biological substances fixed on the surface of the sensitive film and
A chemical sensor comprising the sensitive film and a liquid film containing the liquid film material for a chemical sensor according to any one of [1] to [6], which covers the biological substance.
[8]
A chemical sensor for detecting a target substance in a gas sample.
Biological substances that bind to the target substance and
Sensitive membranes whose physical properties change due to the binding of the target substance and the biological substance,
A chemical sensor comprising the sensitive film and a liquid film containing the liquid film material for a chemical sensor according to any one of [1] to [6], which covers the biological substance.
[9]
The chemical sensor according to [7] or [8], wherein the biological substance is a receptor.
[10]
The chemical sensor according to any one of [7] to [9], further comprising a blocking agent on the surface of the sensitive film.
[11]
The chemical sensor according to any one of [7] to [10], wherein the target substance is an odorant.
[12]
The sensitive membrane contains graphene and
The chemical sensor according to any one of [7] to [11], further comprising a source electrode connected to one end of the sensitive film and a drain electrode connected to the other end of the sensitive film.
10、20…ケミカルセンサ
1…基板
2、2A、2B、2C、2D…感応膜
3…ソース電極
4…ドレイン電極
5…壁部
6、6A、6B、6C、6D…受容体
7…液膜
8…標的物質
9…気体試料
11…非標的物質
10, 20 ...
Claims (10)
感応膜と、Sensitive membrane and
前記感応膜の表面に固定された生体物質と、Biological substances fixed on the surface of the sensitive film and
前記感応膜及び前記生体物質を覆う液膜とWith the sensitive film and the liquid film covering the biological substance
を備え、With
前記液膜はイオン液体と水とを含み、吸湿量と放湿量とが平衡であるケミカルセンサ用液膜材料を含むケミカルセンサ。 The liquid film contains an ionic liquid and water, and is a chemical sensor containing a liquid film material for a chemical sensor in which the amount of moisture absorbed and the amount of moisture released are in equilibrium.
前記標的物質と結合する生体物質と、Biological substances that bind to the target substance and
前記標的物質と前記生体物質との結合によって物性が変化する感応膜と、Sensitive membranes whose physical properties change due to the binding of the target substance and the biological substance,
前記感応膜及び前記生体物質を覆う液膜とWith the sensitive film and the liquid film covering the biological substance
を備え、With
前記液膜はイオン液体と水とを含み、吸湿量と放湿量とが平衡であるケミカルセンサ用液膜材料を含むケミカルセンサ。 The liquid film contains an ionic liquid and water, and is a chemical sensor containing a liquid film material for a chemical sensor in which the amount of moisture absorbed and the amount of moisture released are in equilibrium.
前記感応膜の一端に接続されたソース電極と、前記感応膜の他端に接続されたドレイン電極とをさらに備えた請求項1〜9のいずれか1項に記載のケミカルセンサ。 The sensitive membrane contains graphene and
The chemical sensor according to any one of claims 1 to 9 , further comprising a source electrode connected to one end of the sensitive film and a drain electrode connected to the other end of the sensitive film.
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