JPH0394140A - 検出器 - Google Patents

検出器

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JPH0394140A
JPH0394140A JP21582389A JP21582389A JPH0394140A JP H0394140 A JPH0394140 A JP H0394140A JP 21582389 A JP21582389 A JP 21582389A JP 21582389 A JP21582389 A JP 21582389A JP H0394140 A JPH0394140 A JP H0394140A
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adsorbent
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vibrator
fork
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JP21582389A
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Kazuhiro Taguchi
和宏 田口
Shoichiro Yano
彰一郎 矢野
Kazuhisa Hiratani
和久 平谷
Norihiko Minoura
憲彦 箕浦
Seiichi Aiba
誠一 相羽
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、定量分析用の新規な検出器の構或法に関する
ものである。
[従来の技術] 近年、気体又は液相中の溶質(以後両者を吸着質とよぶ
)の定量分析を行なうために、様々な原理の検出器が開
発されてきた。吸着質に対して選択的な結合能を有する
吸着剤を膜状に戊型し、吸着に伴う膜電位変化を検出す
る方法や、吸着に伴う吸着剤の重量変化を検出する方法
が知られている。しかしながら、膜電位変化をはかる検
出器では非イオン性の物質に対する応答が低いという欠
点をもち、また、厚みすべり型水晶振動子を用いた重量
変化を検出する方法では被検体の粘性の影響を受け易い
などの欠点があった。
[発明の目的] 本発明は、吸着質によって生じる吸着剤の微小な桔弓l
l fト変化を検出し、吸着質の分析を行うことを原理
とする新規な検出器であり、従来の検出器のような欠点
をもたない。
生体の感覚、触・聴・視・味・嗅覚の中で触覚,聴覚及
び視覚という3種類の感覚に対する検出器は、すでに生
体の受容能力を上回るものも作られている。この種の検
出器に比べ、味覚や嗅覚のような化学量を受容する検出
器は開発が遅れている。
これは特定の物質でなく非常に多くの物質に応答しなけ
ればならないこと、さらにこれらの入力を出力に変換す
る方法が化学的であり、定量化が難しいという事情によ
る。吸着剤を用いた検出器は非常に広範囲の物質に応答
すること、また、生体の化学物質の受容現象においては
、化学物質の吸着や溶解が重要な一過程と考えられるこ
とから、本発明のような検出器は生体の化学受容器を模
倣した検出器として適している。特に生体の受容器に関
連した物質 (タンパク質、脂質、粧質なと)又はその
模倣物を吸着剤として用いたとき生体の感覚応答との類
似性の高い検出器を与えるであろうと期待される。
本発明は吸着剤の粘弥性変化を利用する、高感度で、応
答性の速い、安価な検出器の製造を目的とする。
[発明の構威コ 本発明者は吸着剤の粘弾性変化を高感度で検出し、しか
も簡単で安価な装置で測定できる方法を種々検刺した結
果、圧電性の材料でつくられた音叉型振動子または磁歪
振動子のフォーク状の突起の間げきに吸着剤を固定する
ことにより、小梨で製造の容易な検出器を構或すること
ができることを見い出した。
振動子の表面にあらかじめ取リイ」けられた電極を通じ
て交流電圧を印加すると振動子は屈1111振動を起こ
し、フォーク状の突起の間隔が周期的に変化する。その
際フォーク状突起にはさまれた吸着剤の力学的性質に依
存して振動子の振動の大きさが変化するとともに、振動
子の電気的特性(抵抗など)が変化する。本発明の検出
器を用いれば振動子の電気的特性の計測により、吸着質
濃度を容易に、高感度で、また再現性よく求めることが
できる。
本発明に用いる振動子のフォーク状の突起は2つ又はそ
れ以上でもよい。利質は被検体中で安定であればよく、
とくに限定されない。また振動子の大きさはいずれでも
よいが、溶液塗布法による吸着剤の固定には突起間げき
の小さなもの、望ましくは2mm以内のものがよい。振
動子の固有振動数は低周波から数100kHzの高周波
のいずれでもよい。
また本発明に用いる吸着剤は、吸着に伴って粘弾性変化
を起こす材料であれば、有機材料、無機飼料いずれでも
構わない。定量分析を目的とするときには吸着質に対し
て選択姓のあるものが必要である。吸着剤を振動子に固
定化する方法としては吸着剤又は吸着剤と適当な高分子
材料との混合物を適当な溶媒に溶解し、その溶液を振動
子に塗布して溶媒を除去乾燥することにより吸着剤を固
定する方法がある。
印加する交流電圧はかならずしも振動子の固有振動数と
は一致させる必要はなく、周波数と電圧が安定していれ
ばよい。
振動子の電気特性のいずれのパラメータ(祇抗、電流な
ど)を評価してもよいが、最も簡便な方法は一定の交流
電圧を印加した時振動子を流れる電流を計測する方法で
ある。吸着質が吸着剤に吸着する前後の電流値の差が溶
質の濃度とほぼ直線的関係にある。
[発明の効果] 本発明によれば長さ10mm以下、幅5IIII1以下
の非常に小型の検出器を製造することができる。
吸着剤を選出することによって様々な吸着質も検出可能
である。使用する吸着剤は少伍ですみ、高価なものも利
用可能である。また、小型であるために応答性が良好で
ある。0.  1%以内の低濃度の吸着質の検知も可能
であり、また濃度と応答との間に直線関係があるため、
検量は容易である。
実施例 実施例1 臭化オクタデシルジメチルアンモニウムとポリ(2−ア
クリルアミドー2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナ
トリウム)とから得たポリイオンコンプレックス(構造
式I)を吸着剤として用いた。
構造式■: 市販の水晶製音叉型振動子(長さ約5 mm,固有振動
数32,768H z )に吸着剤の10%クロロホル
ム溶液を塗布し、風乾することにより音叉型振動子(長
さ6mm,幅2mm)のフォーク状突起の間げき(約0
.5mm)に吸着剤を固定した。水中の溶質に対する応
答は図面2に示す装置によって測定した。振動子を40
℃の水中に浸漬し、振動子に330Hz,0,71Vの
正弦波交流電圧を印加しながら、水中に各種の有機溶質
をそのまま、あるいはメタノールに痛釈して10%溶液
として一定徂注入した。溶質を注入すると電流鉋は1曽
太し、注入数分後に一定値を示した。このような電流の
増大は吸着剤の弾性率の低下に主に由来する。
朶3図は各種溶質の濃度と電流変化の関係である。
図面は各種溶質に対して0.  1%以下の低濃度での
検出も可能であることを示している。また、溶質によっ
て応答の大きさが異なることを示しており、メタノール
やエタノールには応界しない。溶質濃度に対する電流応
答は低濃度領域では両者は事実」二直線関係にあるが、
高濃度側では下に凸の曲線を描く傾向が見られる。検量
線より電流変化から溶質濃度を容易に求めることができ
る。
吸着は可逆的であるために、溶質を取り去ると電流は元
の値まで減少し、その際履歴は起こらない。本実施例の
使用条件では、1週間以上の長期の連続使用でも検出器
の劣化は認められない。
また上記の実施例で用いた吸着質は気体状態で第4図の
ような装置よって測定することができた。
実施例2 吸着剤の調製:ポリ(無水マレイン酸一オクタデセンー
1)(固有粘度0.144 (メチルエチルケトン)、
共重合比1:1)の加水分解物(構造式II)15mg
と天然リン脂質、ジバルミトイルーし一α−ホスファチ
ジルコリン(構造式I[I)30mgをクロロホルム0
.9mlに溶解した液を塗布液とした。
構造式■: 構造式■: 実施例1と同型の音叉型振動子に上記のクロロホルム溶
液を塗布し、風乾することにより振動子に吸着剤を固定
した。振動子を10℃の水中に浸漬し、振動子に330
Hz  7.IVの正弦波交流電圧をかけ、実施例1と
同様な方法で検出器の性能を調べた。溶質を水中に注入
すると直ちに電流値は増大し、注入後約1分で一定値に
達した。
第5図は溶質濃度と電流変化の関係を示したものである
。低濃度では溶質と電流変化は直線関係にある。この検
出器では、ベンジルアルコールを検出できないが、実施
例1の検出器では検出可能である(第3図)。この結果
は吸着剤を適当に選ぶことによって、どんな溶質にも対
応した検出器を作戊できることを示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の検出器の構造を示したものである。 a・・・・・・音叉型圧電振動子または磁歪振動子b・
・・・・・吸着剤 C・・・・・・電極端子 第2図は本発明の検出器による液相中の溶質の定量を行
なうための装置図である。 1.・・・・・・検出器 2.・・・・・・発振器 3.・・・・・・電流計 4.・・・・・・水 5.・・・・・・注射器 6.・・・・・・攪拌子 第3図は各種溶質の濃度を電流応答との関係である。吸
着剤 構造式工、水温 40℃、正弦波交流0.71V
  周波数330Hz,第4図は気体状態の吸着質の定
員を行なうための装置図である。 1.・・・・・・検出器 2.・・・・・・発振器 8.・・・・・・電流計 4,・・・・・・密封容器 5.・・・・・・注射器 6.・・・・・・攪拌子 第5図は溶質濃度と電流応答との関係である。 吸着剤構造式■と構造式酊の混合物(重量比工:2)、
水温10’C,正弦波交流7,IV,周波数330Hz
, 指定代理人 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)気体又は溶質が吸着することによって生じる吸着
    剤の粘弾性変化を電気的に検出し、気体又は溶質の検知
    と定量を行なう検出器において、音叉型圧電振動子の少
    なくとも一対の脚部間に上記の物質を吸着させるべき吸
    着剤を固定することを特徴とする検出器の構成法。
  2. (2)音叉型電圧振動子に代えて、少なくとも一対の磁
    歪振動子を用いたことを特徴とする請求項(1)に記載
    した検出器の構成法。
JP1215823A 1989-08-21 1989-08-21 検出器 Expired - Lifetime JPH0737940B2 (ja)

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006234791A (ja) * 2005-01-26 2006-09-07 Seiko Instruments Inc 反応器、マイクロリアクタチップ、及びマイクロリアクタシステム、並びに反応器の製造方法

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JPH0737940B2 (ja) 1995-04-26

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