JP7204618B2 - ケミカルセンサ、検出方法、試薬及びキット - Google Patents
ケミカルセンサ、検出方法、試薬及びキット Download PDFInfo
- Publication number
- JP7204618B2 JP7204618B2 JP2019168322A JP2019168322A JP7204618B2 JP 7204618 B2 JP7204618 B2 JP 7204618B2 JP 2019168322 A JP2019168322 A JP 2019168322A JP 2019168322 A JP2019168322 A JP 2019168322A JP 7204618 B2 JP7204618 B2 JP 7204618B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target substance
- chemical sensor
- enzyme
- physical properties
- sensitive film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 91
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title claims description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 24
- 239000013076 target substance Substances 0.000 claims description 161
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 67
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 67
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 51
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 50
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 38
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 33
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 15
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 14
- GYHFUZHODSMOHU-UHFFFAOYSA-N nonanal Chemical group CCCCCCCCC=O GYHFUZHODSMOHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N limonene Natural products CC(=C)C1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229940087305 limonene Drugs 0.000 claims description 9
- 235000001510 limonene Nutrition 0.000 claims description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims description 7
- 108091023020 Aldehyde Oxidase Proteins 0.000 claims description 6
- 102000048262 Aldehyde oxidases Human genes 0.000 claims description 6
- VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N flavin adenine dinucleotide Chemical compound C1=NC2=C(N)N=CN=C2N1[C@@H]([C@H](O)[C@@H]1O)O[C@@H]1CO[P@](O)(=O)O[P@@](O)(=O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C2=NC(=O)NC(=O)C2=NC2=C1C=C(C)C(C)=C2 VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N 0.000 claims description 6
- 235000019162 flavin adenine dinucleotide Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011714 flavin adenine dinucleotide Substances 0.000 claims description 6
- 229940093632 flavin-adenine dinucleotide Drugs 0.000 claims description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 6
- 102000005298 Iron-Sulfur Proteins Human genes 0.000 claims description 5
- 108010081409 Iron-Sulfur Proteins Proteins 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XJLXINKUBYWONI-NNYOXOHSSA-O NADP(+) Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 XJLXINKUBYWONI-NNYOXOHSSA-O 0.000 claims description 5
- 108010005658 carveol dehydrogenase Proteins 0.000 claims description 5
- 150000003278 haem Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000000396 limonene group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 101710084031 Cytochrome P450 71D180 Proteins 0.000 claims description 2
- 101710084033 Cytochrome P450 71D181 Proteins 0.000 claims description 2
- 101710154745 Limonene hydroxylase Proteins 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ROUIDRHELGULJS-UHFFFAOYSA-N bis(selanylidene)tungsten Chemical compound [Se]=[W]=[Se] ROUIDRHELGULJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- CFJRPNFOLVDFMJ-UHFFFAOYSA-N titanium disulfide Chemical compound S=[Ti]=S CFJRPNFOLVDFMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 58
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 41
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 26
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 239000005515 coenzyme Substances 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N nonanoic acid Chemical compound CCCCCCCCC(O)=O FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 108010006591 Apoenzymes Proteins 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- -1 antibody Proteins 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 125000004043 oxo group Chemical group O=* 0.000 description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229940099369 (+)- limonene Drugs 0.000 description 1
- BAVONGHXFVOKBV-VHSXEESVSA-N (+)-trans-carveol Chemical compound CC(=C)[C@H]1CC=C(C)[C@H](O)C1 BAVONGHXFVOKBV-VHSXEESVSA-N 0.000 description 1
- 229930007641 (+)-trans-carveol Natural products 0.000 description 1
- 125000000545 (4R)-limonene group Chemical group 0.000 description 1
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMGQYMWWDOXHJM-JTQLQIEISA-N D-limonene Natural products CC(=C)[C@@H]1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-JTQLQIEISA-N 0.000 description 1
- 108010025076 Holoenzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000007079 Peptide Fragments Human genes 0.000 description 1
- 108010033276 Peptide Fragments Proteins 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- BAVONGHXFVOKBV-UHFFFAOYSA-N exo-carveol Natural products CC(=C)C1CC=C(C)C(O)C1 BAVONGHXFVOKBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000003016 pheromone Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0011—Sample conditioning
- G01N33/0013—Sample conditioning by a chemical reaction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
- C12Q1/005—Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/44—Sample treatment involving radiation, e.g. heat
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/49—Systems involving the determination of the current at a single specific value, or small range of values, of applied voltage for producing selective measurement of one or more particular ionic species
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
- G01N1/2214—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
- G01N2001/2217—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption using a liquid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/2813—Producing thin layers of samples on a substrate, e.g. smearing, spinning-on
- G01N2001/2833—Collecting samples on a sticky, tacky, adhesive surface
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/0042—SO2 or SO3
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/0047—Organic compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
本発明の実施形態は、ケミカルセンサ、検出方法、試薬及びキットに関する。
標的物質を検出するセンサとして標的物質を高感度に検出することが求められている。
本発明は、標的物質を高感度に検出することが可能なケミカルセンサ、検出方法、試薬及びキットを提供することを目的とする。
実施形態に従うケミカルセンサは、標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、標的物質が感応膜に結合又は近接する前に標的物質に対して処理を行う処理手段とを備える。前記処理は、処理を行わない場合と比較して物性の変化を増大させる。
・第１実施形態
第１実施形態に従うケミカルセンサは、気体試料中の標的物質を検出するためのセンサである。図１に示す通り、ケミカルセンサ１は、センサ素子１ａを備える。センサ素子１ａは、基板２と、基板２の表面に配置された膜状の感応膜３と、感応膜３の一端に接続された第１電極４と、他端に接続された第２電極５と、第１電極４及び第２電極５を被覆する絶縁膜６とを備える。絶縁膜６には、感応膜３の主面３ｃの一部の領域を露出させる開口部７が設けられている。開口部７に露出した主面３ｃ上には、液体からなる液相８が設けられる。詳しくは後述するが、標的物質が液相８に入り込んで感応膜３と結合又は近接すると感応膜３の物性が変化し、物性の変化は、第１電極４と第２電極５との間に流れる電流値の変化として検出される。感応膜３の物性とは、例えば、電気伝導度又は電気抵抗値等である。
第１実施形態に従うケミカルセンサは、気体試料中の標的物質を検出するためのセンサである。図１に示す通り、ケミカルセンサ１は、センサ素子１ａを備える。センサ素子１ａは、基板２と、基板２の表面に配置された膜状の感応膜３と、感応膜３の一端に接続された第１電極４と、他端に接続された第２電極５と、第１電極４及び第２電極５を被覆する絶縁膜６とを備える。絶縁膜６には、感応膜３の主面３ｃの一部の領域を露出させる開口部７が設けられている。開口部７に露出した主面３ｃ上には、液体からなる液相８が設けられる。詳しくは後述するが、標的物質が液相８に入り込んで感応膜３と結合又は近接すると感応膜３の物性が変化し、物性の変化は、第１電極４と第２電極５との間に流れる電流値の変化として検出される。感応膜３の物性とは、例えば、電気伝導度又は電気抵抗値等である。
本明細書においてある部材の「上に設けられる」とは、その部材の上表面に接して設けられる場合と、その部材の上側に間隙を空けて又は他の部材を挟んで設けられる場合とを含む。
ケミカルセンサ１は、標的物質が感応膜３に結合又は近接する前に、標的物質に対して処理を行う処理手段を更に備える。ここで、処理とは、処理を行わない場合と比較して物性の変化を増大させることをいう。第１実施形態において、処理手段は、酵素を含む液体である。当該液体は、上記液相８として感応膜３上に配置されている。したがって、図１の囲いＡの拡大図である図２に示すように、液相８には、酵素２１が含まれる。
酵素２１は、標的物質を処理するための活性を有する酵素である。ここで、標的物質の処理とは、標的物質が感応膜３に結合又は近接した際に生じる感応膜３の物性の変化が増大するように標的物質を化学変化させることをいう。このような処理は限定されるものではないが、例えば、（ｉ）標的物質と感応膜３との間で水素結合を生じさせるように標的物質を修飾すること、（ｉｉ）標的物質と感応膜３との間でπ結合相互作用を生じさせるように標的物質を修飾すること、（ｉｉｉ）標的物質に電荷を帯びさせること又はその組み合わせ等である。例えば、処理は、標的物質の親水性又は極性をより高めることであってもよい。
例えば酵素２１は、上記処理を達成する標的物質の化学反応を触媒する活性を有する。例えば、酵素２１は標的物質に対して特異的又は選択的な触媒活性を有し、標的物質の種類に応じて選択される。
また、感応膜３の主面３ｃ上には捕捉体２２が固定されていてもよい。捕捉体２２は、処理後の標的物質と特異的又は選択的に結合する物質である。
更に、ケミカルセンサ１は、基板２の周縁から立設した図示しない壁部を備える。また、壁部の端に連結され、センサ素子１ａ上を覆って空間Ｓを規定する背面部１７を更に備える（図１）。
背面部１７は、貫通孔である気体試料の供給口１８を備える。供給口１８には、例えば夾雑物を取り除くフィルタ１９が取り付けられている。また、開口部７と向かい合う背面部１７の面には、誘導突起２０が吊下して設けられている。誘導突起２０は、供給口１８から流入させた気体試料が液相８と接触するように気体試料の流れを誘導する。
上記構成により、気体試料は、供給口１８からセンサ素子１ａと背面部１７との間の空間Ｓに流入した後、誘導突起２０とセンサ素子１ａとの間を通り、誘導突起２０を越えて供給口１８と反対の方向に流れる（図中矢印）。気体試料がこの方向に流れるように、例えば空間Ｓ内にファンを更に備えてもよい。
また、ケミカルセンサ１は、第１電極４と第２電極５との間に電圧を印加する図示しない電源と、第１電極４と第２電極との間に流れる電流値を測定する図示しない電流計とを更に備える。
以下、ケミカルセンサ１の各部材の詳細について説明する。
基板２は、例えば、矩形の板状である。基板２の材料は、例えば、シリコン、ガラス（ＳｉＯ等）、セラミックス（ＳｉＮ等）又は高分子材料等である。基板２は、導電体層の上に絶縁体層を設けた積層構造を有してもよい。基板２の大きさは限定されるものではないが、例えば、基板２の厚さは１ｍｍ程度とすることができる。長さ及び幅については、ケミカルセンサ１の用途に応じて所望の大きさを有するように選択すればよい。
感応膜３は、該感応膜３への物質の結合又は近接等により、その物性、例えば電気伝導度又は電気抵抗が変化する物質からなる。感応膜３の材料は、例えば、グラフェン、ダイヤモンド又はカーボンナノチューブ等の炭素材料、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）、二硫化チタン（ＴｉＳ２）又はリン（Ｐ）等の層状化合物等、或いは、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）等の電気化学的に水の酸化還元領域で安定な材料を用いることができる。
感応膜３は、例えば、少なくとも一重の原子層であればよいが、多重であってもよい。又は、感応膜３はナノワイヤ又はナノチューブの形状を有してもよい。
第１電極４及び第２電極５の材料は、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である。
絶縁膜６の材料は、例えば、絶縁材料である。絶縁材料は、例えば、酸化膜、窒化膜等のセラミックス、ポリイミド等の絶縁性ポリマー等である。
背面部１７及び誘導突起２０は、例えば、基板２と同様の材料からなっていてもよいし、あるいは廉価なプラスチック材料や気体試料が付着しにくいフッ素樹脂などとすることができる。背面部１７とセンサ素子１ａとの間の間隔（空間Ｓの厚さ）は限定されるものではないが、１ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましい。
フィルタ１９は、例えば、塵や埃を取り除く粗塵用フィルタであってもよい。或いは、夾雑物が特定の化学物質である場合には、フィルタ１９としてそのような化学物質を吸着する化学吸着フィルタを用いてもよい。例えば、フィルタ１９を親水処理しておくことによって、親水性の夾雑物を除去することができる。夾雑物が含まれないか又は標的物質の検出に影響を与えない量であることが予め分かっている試料を用いる場合は、フィルタ１９を用いなくともよい。
ケミカルセンサ１は、例えば、感応膜３の物性の変化を電気的信号に変換する検出器の一部として構成されてもよい。例えば、センサ素子１ａは、グラフェン電界効果型トランジスタ（グラフェンＦＥＴ）の構成を有していてもよい。その場合、感応膜３はグラフェン膜であり、第１電極４はソース電極、第２電極５はドレイン電極として構成される。このようなケミカルセンサ１は、更にゲート電極を備えてもよい。
ケミカルセンサ１は、グラフェンＦＥＴに限られるものではなく、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もできる。
ケミカルセンサ１は、液相８を除いて、例えば半導体プロセスなどにより製造することが可能である。
液相８を構成する液体試薬の溶媒は、例えば、水、生理水、イオン液体、又はＰＢバッファ、ＰＢＳバッファ、ＤＭＳＯ若しくはアルコール等の有機溶媒、或いはこれらの何れかの混合物等である。また液相８は、ｐＨ調整剤、保存剤及び安定剤等の更なる溶質を含んでもよい。
例えば、液相８の厚さは、０μｍより厚く、５０μｍ以下とすることが好ましい。液相８の厚さが５０μｍ以下であることによって標的物質２３ａが短時間で感応膜３付近に辿り着くことができ、より効率よく検出できる。また、この厚さを有することによって、捕捉体２２の乾燥による変性又は損傷を防ぐことができる。
液相８は、必ずしも感応膜３の面３ｃの直上に設けられる必要はないが、面３ｃの直上に設けられることが好ましく、その場合、捕捉体２２を乾燥から保護し、且つ標的物質２３ａを捕捉体２２及び／又は感応膜３に容易に運ぶことができる。
ケミカルセンサ１は、図５に示すように、液相８を構成する液体試薬を液相８に供給する液体供給機構９を備えてもよい。液体供給機構９は、液体試薬が収容された液体貯蔵部１０と、給水管１１と、ポンプ１２とを備える。液体貯蔵部１０に収容された液体試薬には、給水管１１の一端が挿入されている。給水管１１の他端は、液相８に接触している。ポンプ１２は給水管１１に取り付けられている。上記液体試料には、酵素２１が含まれている。あるいは酵素２１が感応膜３上に固定されていてもよい。
また、ケミカルセンサは、液体排出機構１３を備えてもよい。液体排出機構１３は、主面３ｃ上から液相８の液体試薬を排出する。液体排出機構１３は、回収された廃液を収容する廃液貯蔵部１４と、液相８と廃液貯蔵部１４とをつなぐ排水管１５と、廃液貯蔵部１４及び排水管１５の内部に収容された吸水剤１６とを備える。吸水剤１６の一端は液相８と接しており、他端は廃液貯蔵部１４内に配置されている。液体試薬は、吸水剤１６に吸収されることで、排水管１５を通って廃液貯蔵部１４に収容される。
酵素２１は上記処理（例えば、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）の処理）を行うことができる酵素であれば限定されるものではなく、例えば、酸化還元酵素、不飽和化酵素、等を用いることができる。
ここで、感応膜３と水素結合を生じさせる処理（ｉ）とは、例えば、標的物質２３ａに含まれる少なくとも一部の原子を他の原子と置換する反応によって行われ得る。他の原子は、例えば、もともと標的物質２３ａに含まれている原子よりも電気陰性度のより高い原子又はより低い原子であり得る。電気陰性度のより高い原子は、例えばフッ素原子、酸素原子、塩素原子、窒素原子及び硫黄原子等である。これらの原子が感応膜３や捕捉体２２と水素結合を生じることにより感応膜３の物性の変化量が高まり得る。
感応膜３とπ結合相互作用を生じさせる処理（ｉｉ）とは、例えば、標的物質２３ａに含まれる原子間の結合を二重結合とする反応によって行われ得る。この場合、標的物質２３ａに脱離反応を生じさせることで二重結合を形成してもよい。当該二重結合が感応膜３に含まれる二重結合とπ結合相互作用することにより、感応膜３の物性の変化量を高めることができる。特に、感応膜３がグラフェンである場合、π結合相互作用が生じやすいため好ましい。π結合相互作用を生じさせる処理は、標的物質２３ａに三重結合を生じさせる反応によって行われてもよい。
電荷を帯びさせる処理（ｉｉｉ）は、例えば、イオン化反応によって行われ得る。例えば、標的物質２３ａに、より電離し易い官能基が導入されるか、又は例えば金属イオン等と錯イオンを形成するように修飾される。例えば標的物質２３ａがメチル基を有する場合、当該メチル基をカルボキシ基へと変化させる酵素を用いることで、標的物質２３ａに電荷を帯びさせることができる。電荷を帯びた標的物質２３ａは、例えば、静電気力によって感応膜３の変化量を高めることができる。また、静電気力によって液相８への溶解性が高まり得る。
酵素２１は、上記処理の何れかの化学反応を単独で触媒してもよく、或いは何れかの反応を触媒した結果、他の反応が結果として起こってもよい。例えば、酵素２１によって標的物質２３ａが電荷を帯びた結果、標的物質２３ａと感応膜３との間で水素結合が形成されてもよい。或いは、標的物質２３ａに二重結合を有する官能基が導入された結果、当該官能基と感応膜３との間で水素結合が生じてもよい。
酵素は、アポ酵素であってもよいし、ホロ酵素であってもよい。また、酵素２１として顆粒状固定法又は液状固定法等により固定化された酵素を用いてもよい。酵素２１がアポ酵素である場合は、液相８は、対応する補因子を含んでもよい。補因子は、例えば、補酵素又は金属イオン補因子である。
例えば、下記化学式を有するリモネンは極性が低い分子であり、このままでは検出が困難である。リモネンを標的物質２３ａとする場合、酵素２１としてリモネンデヒドロゲナーゼ及びカルベオールデヒドロゲナーゼを用いることができる。この場合、次の化学反応が生じ得る。
リモネンヒドロキシラーゼ及び補酵素ＮＡＤ＋（又はＮＡＤＰ＋）によって、（＋）－リモネンの分子内のフェニル基の炭素原子と結合した水素原子（－Ｈ）が水酸基（－ＯＨ）へと置換して（＋）－トランスカルベオールが得られる。また、カルベオールデヒドロゲナーゼ及び補酵素ＮＡＤ＋（又はＮＡＤＰ＋）によって、（＋）－トランスカルベオールの前記水酸基（－ＯＨ）がオキソ基（＝Ｏ）と置換し、（＋）－カルベノールが得られる。（＋）－トランスカルベオール及び（＋）－カルベノールは、それぞれ水酸基及びオキソ基により、感応膜３との間で水素結合を生じることが可能である。
リモネンヒドロキシラーゼ及び補酵素ＮＡＤ＋（又はＮＡＤＰ＋）によって、（＋）－リモネンの分子内のフェニル基の炭素原子と結合した水素原子（－Ｈ）が水酸基（－ＯＨ）へと置換して（＋）－トランスカルベオールが得られる。また、カルベオールデヒドロゲナーゼ及び補酵素ＮＡＤ＋（又はＮＡＤＰ＋）によって、（＋）－トランスカルベオールの前記水酸基（－ＯＨ）がオキソ基（＝Ｏ）と置換し、（＋）－カルベノールが得られる。（＋）－トランスカルベオール及び（＋）－カルベノールは、それぞれ水酸基及びオキソ基により、感応膜３との間で水素結合を生じることが可能である。
例えば、ノナナールが標的物質２３ａである場合、酵素２１はアルデヒドオキシダーゼであることが好ましい。この場合、次の化学反応が生じる。
アルデヒドオキシダーゼ並びに補酵素であるフラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）、ヘム、モリブデン及び鉄硫黄タンパク質等によって、ノナナールのアルデヒド基がカルボキシ基となり、ノナン酸が得られる。ノナン酸は、カルボキシ基により、感応膜３と水素結合を生じることが可能である。
アルデヒドオキシダーゼ並びに補酵素であるフラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）、ヘム、モリブデン及び鉄硫黄タンパク質等によって、ノナナールのアルデヒド基がカルボキシ基となり、ノナン酸が得られる。ノナン酸は、カルボキシ基により、感応膜３と水素結合を生じることが可能である。
標的物質２３ａがリモネンである場合も、ノナナールである場合も、上記の酵素以外の酵素で化学反応を起こしてもよく、また化学反応が起こる基の位置は必ずしも上記に示す位置である必要はなく、異なる箇所で化学反応が起きてもよい。
また、一種の標的物質２３ａに対して、後述の作用を及ぼすことができる酵素が複数種類存在する場合、当該複数種類の酵素から２種以上の酵素を選択し、それらを組み合わせて使用してもよい。また一度の検出で複数種類の標的物質２３ａを検出する場合、液相８は、それらに対応する複数種類の酵素２１及び補因子を含んでもよい。
酵素２１は、例えば、ポケット状構造を有し、ポケットの内側が疎水性、ポケットの外側が疎水性のものを用いることが好ましい。このような構造を有することによって、疎水性の標的物質２３ａが図４に示すような方式で液相８に取り込まれやすくなる。
捕捉体２２は、処理後標的物質２３ｂと特異的又は選択的に結合する物質であり、例えば、タンパク質、ペプチド断片、抗体、アプタマー又は核酸等である。捕捉体２２を用いれば、標的物質２３ａの検出の特異性又は選択性を高めることが可能である。捕捉体２２は、公知の何れかの方法、例えば、化学修飾又は相互作用等により感応膜３に固定させればよい。
以下、ケミカルセンサ１を用いた気体試料中の標的物質を検出する方法について説明する。実施形態によれば、検出方法は、図３に示すように、次の工程を有する。
（Ｓ１）標的物質に対して感応膜３の物性の変化を増大させる処理を行う工程、
（Ｓ２）前記処理により得られた処理後標的物質を感応膜３に結合又は近接させる工程、
（Ｓ３）感応膜３の物性の変化量を検出する工程、及び
（Ｓ４）前記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工程。
（Ｓ１）標的物質に対して感応膜３の物性の変化を増大させる処理を行う工程、
（Ｓ２）前記処理により得られた処理後標的物質を感応膜３に結合又は近接させる工程、
（Ｓ３）感応膜３の物性の変化量を検出する工程、及び
（Ｓ４）前記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工程。
以下、検出方法の詳細について説明する。
気体試料は、例えば、前記標的物質が含まれることが予想される気体である。気体試料は、例えば大気、呼気、又は生体や物体等の分析対象から発生する他の気体、或いは分析対象の周辺の空気等であるが、これらに限定されるものではない。
標的物質は、例えば、生体由来の物質、生体由来でない物質、有機化合物、無機化合物又は低分子化合物等であり、気体中に含まれる物質である。標的物質は、例えば匂い物質、フェロモン、脂肪酸、炭化水素、硫黄酸化物又は人工香料等の化合物等であってもよい。
まず気体試料を供給口１８から空間Ｓ内に流入させ、気体試料を酵素２１が含まれる液相８に接触させる。図４に示す通り、当該接触により、反応場（ａ）で標的物質２３ａは液相８の水面に接触する。次いで、標的物質２３ａは、例えば反応場（ｂ）の水面付近において酵素２１と結合し、酵素基質複合体２１ｃを形成する。それによって標的物質２３ａは液相８内に取り込まれる。次に、反応場（ｃ）で酵素２１によって標的物質２３ａの化学反応が触媒され、処理後標的物質２３ｂが生成する。即ち、酵素２１の触媒活性によって標的物質２３ａは処理される（工程Ｓ１）。
酵素２１は標的物質２３ａに対して特異的又は選択的に反応を触媒するため、気体試料が夾雑物を含む場合であっても標的物質２３ａを特異的に処理することが可能であり、その結果、処理後の生成物の種類を限定することが可能である。
処理後標的物質２３ｂは、酵素２１と解離し、例えば、図４に示す反応場（ｄ）で捕捉体２２に捕捉される。当該捕捉により処理後標的物質２３ｂが捕捉体２２を介して感応膜３と結合し、処理後標的物質２３ｂが感応膜３と近接する（工程Ｓ２）。
その結果、処理後標的物質２３ｂと感応膜３との間で水素結合が生じるか、π結合相互作用が生じるか、或いは処理後標的物質２３ｂの有する電荷により電子又は正孔が感応膜３に供給され、標的物質２３ａの感応膜への単なる結合又は近接と比較して感応膜３の物性の変化を増大させることができる。
物性の変化は、例えば、第１電極４と第２電極５との間に流れる電流値の変化として検出することができる（工程Ｓ３）。例えば、第１電極４と第２電極５との間に電圧を印加して、電流計により電流値を測定する。電流値の測定は、少なくとも気体試料の供給前後の２回行う。しかしながら測定は２回以上行ってもよく、試料の供給前から後までモニタリングしておくこともまた好ましい。
例えば、試料の供給前と後とで物性の変化があった場合に気体試料中に標的物質が存在すると決定することができる。また、物性の変化量に従って気体試料中の標的物質の量を決定することもできる（工程Ｓ４）。
工程Ｓ３で検出される物性の変化量が大きいほど標的物質２３ａの有無や量をより明確に判断することができる（即ち、感度が向上する）。したがって、ケミカルセンサ１によれば、酵素２１により、標的物質に物性の変化を増大させるような処理を行うため、標的物質をより感度よく検出することができる。
特に、標的物質２３ａが、そのままでは感応膜３に物性の変化を起こすことが困難である物質、例えば、疎水性の高い物質や極性の無い又は少ない物質である場合でも、実施形態のケミカルセンサによれば処理を施すことによって、そのような分子の検出感度を向上させることが可能である。また、このような標的物質２３ａは極性溶媒に溶かすことは困難であるが、液相８に極性溶媒を用いた場合でも酵素２１と結合させることによって効率よく液相８に入り込ませることができる。また、反応後に酵素２１と解離した後も、処理後標的物質２３ｂは溶媒分子との間で水素結合を生じるか、π相互作用を生じるか、又は電荷により静電気的に結合することができるため、液相８中に溶解し続けることが可能であり、効率よく感応膜３と結合又は近接することが可能である。
標的物質２３ａがもともと感応膜３と水素結合を生じるか、π相互作用を生じるか、又は電荷を有する場合であっても、実施形態のケミカルセンサ１によれば検出感度を更に高めることが可能である。
例えば、ケミカルセンサ１による検出が終了した後、液体排出機構１３により液相８の液体試薬が主面３ｃ上から除去され、次いで液体供給機構９により新たな液体試薬が主面３ｃ上に配置されて液相８が形成される。それにより、標的物質２３ａが液相８から取り除かれて再度検出を行うことができる。
更なる実施形態によれば、図６に示すように、ケミカルセンサ１を含む標的物質検出装置１００が提供される。標的物質検出装置１００は、例えば、ケミカルセンサ１と、気体試料を供給口１８から空間Ｓに流入させる試料導入部１０２と、ケミカルセンサ１の電流計１０３で測定した感応膜３の物性の変化の測定データ１０４、前記データから試料中の標的物質の有無又は量を算出する演算式１０５、標的物質の有無又は量のデータ１０６及びプログラムＰ等を格納する記憶部１０７と、測定データ１０４及び演算式１０５から試料中の標的物質の有無又は量を算出する処理部１０８と、表示部１０９とを含む。
標的物質検出装置１００によれば、例えば、ケミカルセンサ１の第１電極４及び第２電極５間に電圧を印加し、電流計１０３で第１電極４及び第２電極５間に流れる電流値を測定しておく。次に試料導入部１０２により気体試料を供給口１８から空間Ｓに流入させ、試料を流入させた後に再び電流値を測定する。電流値の測定データ１０４が記憶部１０７に格納される。次に処理部１０８は、測定データ１０４及び演算式１０５を記憶部から取り出し、試料中の標的物質の有無又は量１０６を算出し、それを記憶部１０７に格納する。処理部１０８は、標的物質の有無又は量１０６を表示部１０９に表示するように指示を出す。
上記操作は、装置の操作者の入力により実行されてもよいし、プログラムＰによって実行してもよい。
・第２実施形態
第２実施形態によれば、第１実施形態のケミカルセンサ１を用いて気体試料中の標的物質を検出する方法において、標的物質が感応膜に結合又は近接する前に標的物質に対して物性の変化を増大させる処理を行うための試薬が提供される。
第２実施形態によれば、第１実施形態のケミカルセンサ１を用いて気体試料中の標的物質を検出する方法において、標的物質が感応膜に結合又は近接する前に標的物質に対して物性の変化を増大させる処理を行うための試薬が提供される。
試薬は、標的物質に対して処理を行う活性を有する上記酵素２１を含む。試薬は、必要に応じて補因子を更に含む。
酵素２１及び補因子は、適切な溶媒に含められ、液体試薬として提供され得る。溶媒は、例えば、水、生理水、イオン液体、又はＰＢバッファ、ＰＢＳバッファ、ＤＭＳＯ若しくはアルコール等の有機溶媒、或いはこれらの何れかの混合物等である。液体試薬における酵素２１の濃度は限定されるものではないが、用いる酵素のミカエリス・メンテン定数（最大速度の半分の速度を与える基質濃度）以上であることが好ましく、例えば、数ｍＭである。
酵素２１及び補因子は、粉末試薬の形態で提供されてもよい。その場合、使用前に上記の何れかの溶媒等に溶解することにより、液体試薬として使用され得る。
試薬は、酵素２１の触媒活性を阻害しない限り他の成分を含んでもよい。他の成分は、例えば、ｐＨ調整剤、保存剤及び安定剤等で有り得る。試薬は、適切な容器に収容されて提供され得る。
液体試薬は、例えば、ケミカルセンサ１の感応膜３上に液相８として配置される。また、ケミカルセンサ１が液体供給機構９を備える場合には液体貯蔵部１０に当該液体試薬が収容される。
更なる実施形態によれば、ケミカルセンサ１を含むキットが提供される。キットは、ケミカルセンサ１と、上記試薬とを含む。
・第３実施形態
第３実施形態に従うケミカルセンサ２００は、処理手段として紫外線照射装置を備える。図７に示す通り、紫外線照射装置２０１は、背面部１７の供給口１８付近に取り付けられている。ケミカルセンサ２００では、液相８には酵素２１及び補因子は含まれない。それ以外の構成は、第１実施形態のケミカルセンサ１と同様である。
第３実施形態に従うケミカルセンサ２００は、処理手段として紫外線照射装置を備える。図７に示す通り、紫外線照射装置２０１は、背面部１７の供給口１８付近に取り付けられている。ケミカルセンサ２００では、液相８には酵素２１及び補因子は含まれない。それ以外の構成は、第１実施形態のケミカルセンサ１と同様である。
紫外線照射装置２０１は、紫外線を発生させるための一般的な構成であればよく、紫外線２０２を発生する光源２０３を備える。光源２０３は、例えばセンサ素子１ａと対向している。光源２０３としては、例えば、高圧水銀灯、低圧水銀灯又はメタルハライドランプ等を用いることができる。紫外線の波長は、例えば、１８５ｎｍ～４００ｎｍであることが好ましい。
第３実施形態のケミカルセンサ２００もまた、図３に示す第１実施形態で説明した検出方法に用いることができる。その場合、処理を行う工程Ｓ１においては、酵素との接触に代えて標的物質に紫外線を照射する。
例えば、供給口１８から流入された、液相８に接触する前の気体試料に向けて紫外線照射装置２０１により紫外線２０２を照射する。紫外線照射によって標的物質２３ａは酸化される。当該酸化作用により、感応膜３の物性の変化を増大させる化学反応（例えば、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）の何れかの化学反応）が生じ得る。当該化学反応は、例えば、第１実施形態で説明したものである。それによって標的物質２３ａは処理される。
工程Ｓ２～Ｓ４は、第１実施形態で説明した方法と同様の方法で行うことができる。
第３実施形態における処理によっても感応膜３の物性の変化がより増大するため標的物質２３ａをより感度よく検出することができる。また、処理後標的物質２３ｂは、液相８が極性溶媒であった場合も液相８に容易に溶解する。
また、ケミカルセンサ２００によれば、標的物質２３ａの種類に依存することなく処理を行うことができるため、より簡便に感度を向上させることが可能である。
紫外線照射装置２０１の取り付け位置は、図７に示す位置に限定されるものではなく、標的物質２３ａが液相８に接触する前に標的物質２３ａに紫外線を照射できる限りにおいて何れの位置に配置されてもよい。
例えば、紫外線照射装置２０１は供給口１８の側面に設けられる。この場合、光源２０３は、供給口１８の内側に向けて紫外線を照射するように設けられ得る。或いは、紫外線照射装置２０１は、誘導突起２０の供給口１８側の側面に取り付けられてもよい。
しかしながら、紫外線は捕捉体２２を変性させる可能性があるため、紫外線照射装置２０１は感応膜３の主面３ｃに紫外線が照射されることのない位置に配置されることが好ましい。紫外線による望まれない影響を避けるために、ケミカルセンサ１は、例えば空間Ｓの外側に設けられ、気体試料に供給口１８に到達する前に紫外線照射するための処理部を備えてもよい。処理部は、例えば供給口１８とつながった、空間Ｓとは別の空間（例えば、流路等）を備え、その内部に紫外線を照射するように紫外線照射装置２０１が設けられている。気体試料は、まず処理部に収容され、紫外線照射された後、供給口１８から空間Ｓへと流入する。
・第４実施形態
第４実施形態に従うケミカルセンサ３００は、処理手段としてオゾン発生装置を備える。図８に示す通り、オゾン発生装置３０１は、背面部１７の供給口１８付近に取り付けられている。ケミカルセンサ３００では、液相８には酵素２１及び補因子は含まれない。それ以外の構成は、第１実施形態のケミカルセンサ１と同様である。
第４実施形態に従うケミカルセンサ３００は、処理手段としてオゾン発生装置を備える。図８に示す通り、オゾン発生装置３０１は、背面部１７の供給口１８付近に取り付けられている。ケミカルセンサ３００では、液相８には酵素２１及び補因子は含まれない。それ以外の構成は、第１実施形態のケミカルセンサ１と同様である。
オゾン発生装置３０１は、オゾンを発生させる一般的な構成を有すればよい。例えば、オゾン発生装置３０１は、酸素発生部と、２つの電極と、その間に設けられた誘電体とを有する。両電極間に交流電圧を印加して放電を起こし、２電極間に酸素を供給することによってオゾンが発生する。発生したオゾン３０２は、ガス出口３０３から放出される。ガス出口３０３は、例えば、筒状であり先端に開口が設けられている。開口は、センサ素子１ａと対向し、液相８に接触する前の気体試料に向けてオゾン３０２が放出される。
第４実施形態のケミカルセンサ３００もまた、図３に示す第１実施形態で説明した検出方法に用いることができる。その場合、処理を行う工程Ｓ１においては、酵素との接触に代えて標的物質にオゾンを接触させる。
例えば、供給口１８から流入された、液相８に接触する前の気体試料に向けてオゾン発生装置３０１によりオゾンを放出する。オゾンとの接触によって標的物質２３ａは酸化される。当該酸化作用により、感応膜３の物性の変化を増大させる化学反応（例えば、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）の何れかの化学反応）が生じ得る。当該化学反応は、例えば、第１実施形態で説明したものである。それによって標的物質２３ａは処理される。
工程Ｓ２～Ｓ４は、第１実施形態で説明した方法と同様の方法で行うことができる。
第４実施形態における処理によっても感応膜３の物性の変化がより増大するため標的物質２３ａをより感度よく検出することができる。また、処理後標的物質２３ｂは、液相８が極性溶媒であった場合も液相８に容易に溶解する。
また、ケミカルセンサ３００によれば、標的物質２３ａの種類に依存することなく処理を行うできるため、より簡便に感度を向上させることが可能である。
オゾン発生装置３０１の取り付け位置は、図８に示す位置に限定されるものではなく、標的物質２３ａにオゾンを接触できる限りにおいて何れの位置に配置されてもよい。例えば、オゾン発生装置３０１は供給口１８や誘導突起２０に取り付けられてもよい。
第３実施形態の紫外線照射装置２０１を第４実施形態のオゾン発生装置３０１として用いることも可能である。その場合、紫外線照射装置２０１の光源２０３の紫外線波長は１８５ｎｍであることが好ましい。また、光源２０３として低圧水銀灯等を用いることができる。
また、第３実施形態と同様に処理部を設け、処理部において気体試料をオゾンに接触させることも可能である。
本発明のいく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、その他の様々な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］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質が前記感応膜に結合又は近接する前に、前記標的物質に対して処理を行う処理手段と
を備え、前記処理は、前記処理を行わない場合と比較して前記物性の変化を増大させる、ケミカルセンサ。
［２］
前記処理は、前記感応膜との間で水素結合若しくはπ結合相互作用を生じさせるように前記標的物質を修飾するか、又は前記標的物質に電荷を帯びさせることである、［１］に記載のケミカルセンサ。
［３］
前記処理手段は、前記標的物質に前記処理を行う活性を有する酵素を備える、［１］又は［２］に記載のケミカルセンサ。
［４］
前記酵素の補因子を更に含む［３］に記載のケミカルセンサ。
［５］
前記標的物質がリモネンであり、前記酵素がリモネンデヒドロゲナーゼ及び／又はカルベオールデヒドロゲナーゼであり、前記補因子がＮＡＤ ＋ 及び／又はＮＡＤＰ ＋ である、［４］に記載のケミカルセンサ。
［６］
前記標的物質がノナナールであり、前記酵素がアルデヒドオキシダーゼであり、前記補因子がフラビンアデニンジヌクレオチド、ヘム、モリブデン及び鉄硫黄タンパク質である、［４］に記載のケミカルセンサ。
［７］
前記酵素は、液体に含まれている［３］に記載のケミカルセンサ。
［８］
前記液体は、前記感応膜上に設けられている、［７］に記載のケミカルセンサ。
［９］
前記液体は、前記感応膜の、前記標的物質が結合又は近接する面の直上に設けられている、［８］に記載のケミカルセンサ。
［１０］
前記処理手段は、前記標的物質に紫外線を照射する紫外線照射装置を備える、［１］又は［２］に記載のケミカルセンサ。
［１１］
前記処理手段は、前記標的物質にオゾンを接触させるオゾン発生装置を備える、［１］又は［２］に記載のケミカルセンサ。
［１２］
前記標的物質は、気体試料中に含まれる物質である、［１］～［１１］の何れか１項に記載のケミカルセンサ。
［１３］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質が前記感応膜に結合又は近接する前に、前記標的物質に対して前記物性の変化を増大させる処理を行う活性を有する酵素と
を備えるケミカルセンサ。
［１４］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質に紫外線を照射する紫外線照射装置と
を備えるケミカルセンサ。
［１５］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質にオゾンを接触させるオゾン発生装置と
を備えるケミカルセンサ。
［１６］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するケミカルセンサ素子を備えるケミカルセンサを用いて、気体試料中の前記標的物質を検出する方法であって、
前記標的物質に対して処理を行う工程、
前記処理により得られた処理後標的物質を前記感応膜に結合又は近接させる工程、
前記感応膜の前記物性の変化量を検出する工程、及び
前記検出の結果から前記気体試料中の前記標的物質の有無又は量を決定する工程を含み、
前記処理は、前記処理を行わない場合と比較して前記感応膜の前記物性の変化を増大させる方法。
［１７］
前記処理は、前記標的物質を前記感応膜との間で水素結合若しくはπ結合相互作用を生じさせるように修飾するか、又は前記標的物質に電荷を帯びさせることである、［１６］に記載の方法。
［１８］
前記処理する工程は、前記標的物質に前記処理を行う活性を有する酵素により前記標的物質を処理することを含む、［１６］又は［１７］に記載の方法。
［１９］
前記処理する工程は、前記標的物質に紫外線を照射することを含む、［１６］又は［１７］に記載の方法。
［２０］
前記処理する工程は、前記標的物質にオゾンを接触させることを含む、［１６］又は［１７］に記載の方法。
［２１］
［１６］に記載の方法に用いるための試薬であって、
前記標的物質に対して前記処理を行う活性を有する酵素を含む、試薬。
［２２］
前記酵素の補因子を更に含む、［２１］に記載の試薬。
［２３］
前記標的物質がリモネンであり、前記酵素がリモネンデヒドロゲナーゼ又はカルベオールデヒドロゲナーゼであり、補因子がＮＡＤ ＋ 又はＮＡＤＰ ＋ である、［２２］に記載の試薬。
［２４］
前記標的物質がノナナールであり、前記酵素がアルデヒドオキシダーゼであり、前記補因子がフラビンアデニンジヌクレオチド、ヘム、モリブデン及び鉄硫黄タンパク質である、［２２］に記載の試薬。
［２５］
［１］に記載のケミカルセンサ及び［２１］に記載の試薬を含むキット。
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］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質が前記感応膜に結合又は近接する前に、前記標的物質に対して処理を行う処理手段と
を備え、前記処理は、前記処理を行わない場合と比較して前記物性の変化を増大させる、ケミカルセンサ。
［２］
前記処理は、前記感応膜との間で水素結合若しくはπ結合相互作用を生じさせるように前記標的物質を修飾するか、又は前記標的物質に電荷を帯びさせることである、［１］に記載のケミカルセンサ。
［３］
前記処理手段は、前記標的物質に前記処理を行う活性を有する酵素を備える、［１］又は［２］に記載のケミカルセンサ。
［４］
前記酵素の補因子を更に含む［３］に記載のケミカルセンサ。
［５］
前記標的物質がリモネンであり、前記酵素がリモネンデヒドロゲナーゼ及び／又はカルベオールデヒドロゲナーゼであり、前記補因子がＮＡＤ ＋ 及び／又はＮＡＤＰ ＋ である、［４］に記載のケミカルセンサ。
［６］
前記標的物質がノナナールであり、前記酵素がアルデヒドオキシダーゼであり、前記補因子がフラビンアデニンジヌクレオチド、ヘム、モリブデン及び鉄硫黄タンパク質である、［４］に記載のケミカルセンサ。
［７］
前記酵素は、液体に含まれている［３］に記載のケミカルセンサ。
［８］
前記液体は、前記感応膜上に設けられている、［７］に記載のケミカルセンサ。
［９］
前記液体は、前記感応膜の、前記標的物質が結合又は近接する面の直上に設けられている、［８］に記載のケミカルセンサ。
［１０］
前記処理手段は、前記標的物質に紫外線を照射する紫外線照射装置を備える、［１］又は［２］に記載のケミカルセンサ。
［１１］
前記処理手段は、前記標的物質にオゾンを接触させるオゾン発生装置を備える、［１］又は［２］に記載のケミカルセンサ。
［１２］
前記標的物質は、気体試料中に含まれる物質である、［１］～［１１］の何れか１項に記載のケミカルセンサ。
［１３］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質が前記感応膜に結合又は近接する前に、前記標的物質に対して前記物性の変化を増大させる処理を行う活性を有する酵素と
を備えるケミカルセンサ。
［１４］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質に紫外線を照射する紫外線照射装置と
を備えるケミカルセンサ。
［１５］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質にオゾンを接触させるオゾン発生装置と
を備えるケミカルセンサ。
［１６］
標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するケミカルセンサ素子を備えるケミカルセンサを用いて、気体試料中の前記標的物質を検出する方法であって、
前記標的物質に対して処理を行う工程、
前記処理により得られた処理後標的物質を前記感応膜に結合又は近接させる工程、
前記感応膜の前記物性の変化量を検出する工程、及び
前記検出の結果から前記気体試料中の前記標的物質の有無又は量を決定する工程を含み、
前記処理は、前記処理を行わない場合と比較して前記感応膜の前記物性の変化を増大させる方法。
［１７］
前記処理は、前記標的物質を前記感応膜との間で水素結合若しくはπ結合相互作用を生じさせるように修飾するか、又は前記標的物質に電荷を帯びさせることである、［１６］に記載の方法。
［１８］
前記処理する工程は、前記標的物質に前記処理を行う活性を有する酵素により前記標的物質を処理することを含む、［１６］又は［１７］に記載の方法。
［１９］
前記処理する工程は、前記標的物質に紫外線を照射することを含む、［１６］又は［１７］に記載の方法。
［２０］
前記処理する工程は、前記標的物質にオゾンを接触させることを含む、［１６］又は［１７］に記載の方法。
［２１］
［１６］に記載の方法に用いるための試薬であって、
前記標的物質に対して前記処理を行う活性を有する酵素を含む、試薬。
［２２］
前記酵素の補因子を更に含む、［２１］に記載の試薬。
［２３］
前記標的物質がリモネンであり、前記酵素がリモネンデヒドロゲナーゼ又はカルベオールデヒドロゲナーゼであり、補因子がＮＡＤ ＋ 又はＮＡＤＰ ＋ である、［２２］に記載の試薬。
［２４］
前記標的物質がノナナールであり、前記酵素がアルデヒドオキシダーゼであり、前記補因子がフラビンアデニンジヌクレオチド、ヘム、モリブデン及び鉄硫黄タンパク質である、［２２］に記載の試薬。
［２５］
［１］に記載のケミカルセンサ及び［２１］に記載の試薬を含むキット。
１、２００、３００…ケミカルセンサ １ａ…センサ素子 ２…基板 ３…感応膜
３ｃ…主面 ４…第１電極 ５…第２電極 ８…液相 ２１…酵素 ２３ａ…標的物質
２３ｂ…処理後標的物質 ２０１…紫外線照射装置 ２０２…紫外線 ２０３…光源
３０１…オゾン発生装置 ３０２…オゾン
３ｃ…主面 ４…第１電極 ５…第２電極 ８…液相 ２１…酵素 ２３ａ…標的物質
２３ｂ…処理後標的物質 ２０１…紫外線照射装置 ２０２…紫外線 ２０３…光源
３０１…オゾン発生装置 ３０２…オゾン
Claims (13)
- 標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質が前記感応膜に結合又は近接する前に、前記標的物質に対して処理を行う処理手段と
を備え、前記処理は、前記処理を行わない場合と比較して前記物性の変化を増大させるケミカルセンサであって、
前記処理手段は、前記標的物質に前記処理を行う活性を有する酵素を備え、
前記酵素の補因子を更に含み、
前記標的物質がリモネンであり、前記酵素がリモネンヒドロキシラーゼ及び／又はカルベオールデヒドロゲナーゼであり、前記補因子がＮＡＤ＋及び／又はＮＡＤＰ＋である、ケミカルセンサ。 - 前記処理は、前記感応膜との間で水素結合若しくはπ結合相互作用を生じさせるように前記標的物質を修飾するか、又は前記標的物質に電荷を帯びさせることである、請求項１に記載のケミカルセンサ。
- 前記感応膜は、グラフェン、ダイヤモンド又はカーボンナノチューブ等の炭素材料、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）、二硫化チタン（ＴｉＳ２）又はリン（Ｐ）等の層状化合物等、或いは、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）のいずれかを含む、請求項１又は２に記載のケミカルセンサ。
- 標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するセンサ素子と、
前記標的物質が前記感応膜に結合又は近接する前に、前記標的物質に対して処理を行う処理手段と
を備え、前記処理は、前記処理を行わない場合と比較して前記物性の変化を増大させる、ケミカルセンサであって、
前記処理手段は、前記標的物質に前記処理を行う活性を有する酵素を備え、
前記酵素の補因子を更に含み、
前記標的物質がノナナールであり、前記酵素がアルデヒドオキシダーゼであり、前記補因子がフラビンアデニンジヌクレオチド、ヘム、モリブデン及び鉄硫黄タンパク質のいずれかである、ケミカルセンサ。 - 前記処理は、前記感応膜との間で水素結合若しくはπ結合相互作用を生じさせるように前記標的物質を修飾するか、又は前記標的物質に電荷を帯びさせることである、請求項４に記載のケミカルセンサ。
- 前記酵素は、極性溶媒に含まれている請求項１又は４に記載のケミカルセンサ。
- 前記極性溶媒は、前記感応膜上に設けられている、請求項６に記載のケミカルセンサ。
- 前記極性溶媒は、前記感応膜の、前記標的物質が結合又は近接する面の直上に設けられている、請求項７に記載のケミカルセンサ。
- 前記標的物質は、気体試料中に含まれる物質である、請求項１～８の何れか１項に記載のケミカルセンサ。
- 標的物質の結合又は近接により物性の変化が生じる感応膜を備え、前記物性の変化を検出するケミカルセンサ素子を備えるケミカルセンサを用いて、気体試料中の前記標的物質を検出する方法に用いるための試薬であって、
前記方法は、前記標的物質に対して処理を行う工程、
前記処理により得られた処理後標的物質を前記感応膜に結合又は近接させる工程、
前記感応膜の前記物性の変化量を検出する工程、及び
前記検出の結果から前記気体試料中の前記標的物質の有無又は量を決定する工程を含み、
前記処理は、前記処理を行わない場合と比較して前記感応膜の前記物性の変化を増大させる方法であり、
前記標的物質に対して前記処理を行う活性を有する酵素を含み、
前記酵素の補因子を更に含み、
前記標的物質がノナナールであり、前記酵素がアルデヒドオキシダーゼであり、前記補因子がフラビンアデニンジヌクレオチド、ヘム、モリブデン及び鉄硫黄タンパク質のいずれかである試薬。 - 前記処理は、前記標的物質を前記感応膜との間で水素結合若しくはπ結合相互作用を生じさせるように修飾するか、又は前記標的物質に電荷を帯びさせることである、請求項１０に記載の試薬。
- 前記処理する工程は、前記標的物質に前記処理を行う活性を有する酵素により前記標的物質を処理することを含む、請求項１０に記載の試薬。
- 請求項１又は４に記載のケミカルセンサ及び請求項１０に記載の試薬を含むキ
ット。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019168322A JP7204618B2 (ja) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | ケミカルセンサ、検出方法、試薬及びキット |
| US16/812,423 US20210080440A1 (en) | 2019-09-17 | 2020-03-09 | Chemical sensor, detection method, reagent and kit |
| US18/301,613 US20230273165A1 (en) | 2019-09-17 | 2023-04-17 | Chemical sensor, detection method, reagent and kit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019168322A JP7204618B2 (ja) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | ケミカルセンサ、検出方法、試薬及びキット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021047037A JP2021047037A (ja) | 2021-03-25 |
| JP7204618B2 true JP7204618B2 (ja) | 2023-01-16 |
Family
ID=74868377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019168322A Active JP7204618B2 (ja) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | ケミカルセンサ、検出方法、試薬及びキット |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20210080440A1 (ja) |
| JP (1) | JP7204618B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11867657B2 (en) * | 2019-10-10 | 2024-01-09 | King Abdullah University Of Science And Technology | InGaZnO (IGZO) based system for gas detection at room temperature |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005283173A (ja) | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Mitsuteru Kimura | マイクロｔａｓ用分析チップおよびこれを用いた分析装置 |
| US20100106039A1 (en) | 2008-09-30 | 2010-04-29 | Klaus Abraham-Fuchs | Unknown |
| JP2016208883A (ja) | 2015-04-30 | 2016-12-15 | 株式会社東芝 | 測定用セル、検出装置および分析装置 |
| JP2017156346A (ja) | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社東芝 | 分子検出装置および分子検出方法 |
| JP2019041626A (ja) | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 株式会社東芝 | センサ、試薬、プローブ分子の製造方法、センサの製造方法、ポリマー分子の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3118945B2 (ja) * | 1992-01-16 | 2000-12-18 | 三菱電機株式会社 | 臭気センサーおよび臭気測定装置 |
-
2019
- 2019-09-17 JP JP2019168322A patent/JP7204618B2/ja active Active
-
2020
- 2020-03-09 US US16/812,423 patent/US20210080440A1/en not_active Abandoned
-
2023
- 2023-04-17 US US18/301,613 patent/US20230273165A1/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005283173A (ja) | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Mitsuteru Kimura | マイクロｔａｓ用分析チップおよびこれを用いた分析装置 |
| US20100106039A1 (en) | 2008-09-30 | 2010-04-29 | Klaus Abraham-Fuchs | Unknown |
| JP2016208883A (ja) | 2015-04-30 | 2016-12-15 | 株式会社東芝 | 測定用セル、検出装置および分析装置 |
| JP2017156346A (ja) | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社東芝 | 分子検出装置および分子検出方法 |
| JP2019041626A (ja) | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 株式会社東芝 | センサ、試薬、プローブ分子の製造方法、センサの製造方法、ポリマー分子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230273165A1 (en) | 2023-08-31 |
| US20210080440A1 (en) | 2021-03-18 |
| JP2021047037A (ja) | 2021-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ono et al. | Electrical biosensing at physiological ionic strength using graphene field-effect transistor in femtoliter microdroplet | |
| Tarasov et al. | Understanding the electrolyte background for biochemical sensing with ion-sensitive field-effect transistors | |
| JP6928103B2 (ja) | 少なくとも１つの流体試料中の少なくとも１つの分析物を検出する分析物検出器 | |
| Wipf et al. | Selective sodium sensing with gold-coated silicon nanowire field-effect transistors in a differential setup | |
| Salimi et al. | Highly sensitive immunosensing of prostate-specific antigen based on ionic liquid–carbon nanotubes modified electrode: Application as cancer biomarker for prostatebiopsies | |
| Triroj et al. | Microfluidic chip-based nanoelectrode array as miniaturized biochemical sensing platform for prostate-specific antigen detection | |
| Hodgson et al. | Electrochemical sensor for the detection of SO2 in the low-ppb range | |
| Baranski et al. | Potentiometric stripping determination of heavy metals with carbon fiber and gold microelectrodes | |
| JP4751302B2 (ja) | 電位差式センサ及び分析用素子 | |
| Miao et al. | Electrochemical detection of aqueous Ag+ based on Ag+-assisted ligation reaction | |
| JP2011516856A (ja) | 液体中の多数の重金属イオンの同時電気化学的検出 | |
| Chen et al. | Origin of asymmetry of paired nanogap voltammograms based on scanning electrochemical microscopy: Contamination not adsorption | |
| US20230273165A1 (en) | Chemical sensor, detection method, reagent and kit | |
| Oztekin et al. | Electrochemical Determination of Cu (II) Ions by 4‐Formylphenylboronic Acid Modified Gold Electrode | |
| Grimm et al. | Probing interfacial chemistry of single droplets with field-induced droplet ionization mass spectrometry: Physical adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons and ozonolysis of oleic acid and related compounds | |
| Gao et al. | Ultrasensitive determination of mercury (II) using glass nanopores functionalized with macrocyclic dioxotetraamines | |
| Mahmoud et al. | A regenerating self-assembled gold nanoparticle-containing electrochemical impedance sensor | |
| Bartosik et al. | Mechanism and suppression of physisorbed-water-caused hysteresis in graphene FET sensors | |
| JP4331181B2 (ja) | 測定装置及び分析用素子 | |
| Zhou et al. | Detection of single ion channel activity with carbon nanotubes | |
| Filik et al. | Multiwalled carbon nanotubes β-cyclodextrin modified electrode for electrochemical determination of bisphenol S in water samples | |
| JP2010532474A (ja) | シリカ種の電気化学検出 | |
| Yang et al. | A cyclodextrin-based approach for selective detection of catecholamine hormone mixtures | |
| Maâtouk et al. | An electrochemical DNA biosensor for trace amounts of mercury ion quantification | |
| WO2007114252A1 (ja) | 蛋白質の測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210903 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220610 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220621 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220819 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220906 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221104 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221129 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221228 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7204618 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |