JPH0815160A - バイオミメティックセンサ - Google Patents
バイオミメティックセンサInfo
- Publication number
- JPH0815160A JPH0815160A JP14371394A JP14371394A JPH0815160A JP H0815160 A JPH0815160 A JP H0815160A JP 14371394 A JP14371394 A JP 14371394A JP 14371394 A JP14371394 A JP 14371394A JP H0815160 A JPH0815160 A JP H0815160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chemical substance
- target chemical
- sensor
- mip
- biomimetic
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】かび臭物質を精度よく高感度に検出する。
【構成】ジェオスミンや２−メチルイソボルネオール
（２−ＭＩＢ）の存在下で、メタクリル酸（ＭＡＡ）と
エチレングリコールジメチルアクリレート（ＥＤＭＡ）
を重合させると、ジェオスミンや２−ＭＩＢの立体的分
子構造を記憶する有機重合体が生成されるので、これを
ジェオスミンや２−ＭＩＢを抽出して薄膜化したポリマ
ーとして、各種トランスデューサの表面に形成したバイ
オミメティックセンサ（生体機能模倣センサ）に、周波
数変化や光の共鳴角変化から検出対象物質の分子認識機
能を持たせることができ、高感度、高精度の検出を可能
とし、検出物質の選択性を高める。
（２−ＭＩＢ）の存在下で、メタクリル酸（ＭＡＡ）と
エチレングリコールジメチルアクリレート（ＥＤＭＡ）
を重合させると、ジェオスミンや２−ＭＩＢの立体的分
子構造を記憶する有機重合体が生成されるので、これを
ジェオスミンや２−ＭＩＢを抽出して薄膜化したポリマ
ーとして、各種トランスデューサの表面に形成したバイ
オミメティックセンサ（生体機能模倣センサ）に、周波
数変化や光の共鳴角変化から検出対象物質の分子認識機
能を持たせることができ、高感度、高精度の検出を可能
とし、検出物質の選択性を高める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、食品，医薬，化学工
業，環境測定などの分野における化学物質の計測・識別
を行なうバイオミメテイックセンサに関する。
業，環境測定などの分野における化学物質の計測・識別
を行なうバイオミメテイックセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、人間の持つ五感のうち味覚や臭覚
のような化学量について、これらのメカニズムを模擬し
た化学センサの研究開発が進められ、一部商品化された
ものも出るようになった。例えば、水晶振動子または表
面弾性波（ＳＡＷ）素子の電極表面に、感応膜として脂
質２分子膜を形成したものが、ある種のにおい物質の計
測・識別を目的とするセンサとして知られており、水晶
振動子の電極上に形成した感応膜に吸着するにおい分子
の質量増加に比例して、その共振周波数が変化すること
を利用している。
のような化学量について、これらのメカニズムを模擬し
た化学センサの研究開発が進められ、一部商品化された
ものも出るようになった。例えば、水晶振動子または表
面弾性波（ＳＡＷ）素子の電極表面に、感応膜として脂
質２分子膜を形成したものが、ある種のにおい物質の計
測・識別を目的とするセンサとして知られており、水晶
振動子の電極上に形成した感応膜に吸着するにおい分子
の質量増加に比例して、その共振周波数が変化すること
を利用している。
【０００３】これらセンサは、発振回路に接続され、そ
の周波数変化を周波数カウンタで測定して、データをコ
ンピュータに転送し、センサの応答パターンをパターン
認識することにより、においを識別することができ、安
価な市販の水晶振動子を用いて、感応膜の種類によって
様々な特性を持つガスセンサが得られ、しかも取り扱い
も簡単であるなどの特徴を有する。
の周波数変化を周波数カウンタで測定して、データをコ
ンピュータに転送し、センサの応答パターンをパターン
認識することにより、においを識別することができ、安
価な市販の水晶振動子を用いて、感応膜の種類によって
様々な特性を持つガスセンサが得られ、しかも取り扱い
も簡単であるなどの特徴を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のセンサは有用な
ものであるが、なお次のような問題がある。即ち、 異なる感応膜を塗布した複数センサシステムは、と
くににおい物質について、未だ選択性が十分でない。 においは極めて濃度が低いため検出感度が低い。
ものであるが、なお次のような問題がある。即ち、 異なる感応膜を塗布した複数センサシステムは、と
くににおい物質について、未だ選択性が十分でない。 においは極めて濃度が低いため検出感度が低い。
【０００５】本発明はこれらの点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、標的とする化学物質、と
くににおい物質を高感度に検出することができ、検出物
質の選択性を高めるバイオミメテイック（生体機能模
倣）センサを提供することにある。
れたものであり、その目的は、標的とする化学物質、と
くににおい物質を高感度に検出することができ、検出物
質の選択性を高めるバイオミメテイック（生体機能模
倣）センサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のバイオミメテイックセンサは、標的化学
物質の存在の下に重合反応させて、標的化学物質の立体
的分子構造を記憶する有機重合体から、標的化学物質を
抽出した生体の抗体と似た分子認識機能を有する薄膜を
各種トランスデューサ、例えば水晶振動子または表面弾
性波（以下、ＳＡＷとする）素子、または表面プラズモ
ン（以下、ＳＰＲとする）素子の表面に固定して、周波
数変化や光の共鳴角変化により、標的化学物質の分子の
検出可能なセンサとしたものである。
めに、本発明のバイオミメテイックセンサは、標的化学
物質の存在の下に重合反応させて、標的化学物質の立体
的分子構造を記憶する有機重合体から、標的化学物質を
抽出した生体の抗体と似た分子認識機能を有する薄膜を
各種トランスデューサ、例えば水晶振動子または表面弾
性波（以下、ＳＡＷとする）素子、または表面プラズモ
ン（以下、ＳＰＲとする）素子の表面に固定して、周波
数変化や光の共鳴角変化により、標的化学物質の分子の
検出可能なセンサとしたものである。
【０００７】
【作用】検出対象である標的化学物質の存在の下に、例
えば、メタクリル酸（機能性モノマー）とエチレングリ
コールジメチルアクリレート（架橋モノマー）を重合反
応させると、標的化学物質の立体的分子構造を記憶した
ポリマーが生成される。このポリマーは、標的化学物質
の立体的分子構造と殆ど同じ形状の部位を持つので、生
物の抗体と類似した分子認識機能を有する選択的なレセ
プターとして利用することができる。したがって、水晶
振動子またはＳＡＷ素子の表面に、上記のポリマーの薄
膜を形成することにより、標的化学物質の分子の選択的
な吸着で起きる重量変化を周波数シフトに変換し、もし
くは、ＳＰＲ素子表面での標的化学物質と、ポリマー薄
膜との選択的吸着によって生ずる光の共鳴角変化に変換
して、高感度に標的化学物質の検出可能なセンサとして
用いることができる。
えば、メタクリル酸（機能性モノマー）とエチレングリ
コールジメチルアクリレート（架橋モノマー）を重合反
応させると、標的化学物質の立体的分子構造を記憶した
ポリマーが生成される。このポリマーは、標的化学物質
の立体的分子構造と殆ど同じ形状の部位を持つので、生
物の抗体と類似した分子認識機能を有する選択的なレセ
プターとして利用することができる。したがって、水晶
振動子またはＳＡＷ素子の表面に、上記のポリマーの薄
膜を形成することにより、標的化学物質の分子の選択的
な吸着で起きる重量変化を周波数シフトに変換し、もし
くは、ＳＰＲ素子表面での標的化学物質と、ポリマー薄
膜との選択的吸着によって生ずる光の共鳴角変化に変換
して、高感度に標的化学物質の検出可能なセンサとして
用いることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。本
発明の主眼は 標的化学物質の立体的分子構造を認識す
ることができるポリマー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｉｎｐ
ｒｉｎｔｉｎｇ Ｐｏｌｙｍｅｒ，以下、ＭＩＰとす
る）を得ることにあり、例えば、メタクリル酸（以下、
ＭＡＡとする）とエチレングリコールジメチルアクリレ
ート（以下、ＥＤＭＡとする）を使い、例えば、かび臭
物質であるジェオスミンや２−メチルイソボルネオール
（以下、２−ＭＩＢとする）分子の周りに集めたモノマ
ー（ＭＡＡとＥＤＭＡ）をそのまま一挙に重合させて、
ジェオスミンや２−ＭＩＢの立体的分子構造を記憶させ
たＭＩＰ膜を作製することができる。
発明の主眼は 標的化学物質の立体的分子構造を認識す
ることができるポリマー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｉｎｐ
ｒｉｎｔｉｎｇ Ｐｏｌｙｍｅｒ，以下、ＭＩＰとす
る）を得ることにあり、例えば、メタクリル酸（以下、
ＭＡＡとする）とエチレングリコールジメチルアクリレ
ート（以下、ＥＤＭＡとする）を使い、例えば、かび臭
物質であるジェオスミンや２−メチルイソボルネオール
（以下、２−ＭＩＢとする）分子の周りに集めたモノマ
ー（ＭＡＡとＥＤＭＡ）をそのまま一挙に重合させて、
ジェオスミンや２−ＭＩＢの立体的分子構造を記憶させ
たＭＩＰ膜を作製することができる。
【０００９】実施例１．図１は水晶振動子を用いた本発
明のバイオミメテイックセンサ１ａの要部構成を示す模
式平面図である。このセンサ１ａは、水晶振動子１の表
裏両面に形成した金電極２と、さらにその上に形成した
ＭＩＰ薄膜３と、金電極２から支持台４を通るリード５
により構成されており、その作製の要点は以下の通りで
ある。
明のバイオミメテイックセンサ１ａの要部構成を示す模
式平面図である。このセンサ１ａは、水晶振動子１の表
裏両面に形成した金電極２と、さらにその上に形成した
ＭＩＰ薄膜３と、金電極２から支持台４を通るリード５
により構成されており、その作製の要点は以下の通りで
ある。
【００１０】まず、クロロホルム５０ｍｌ中に、例えば
ジェオスミン０．９ｇ、メタクリル酸（ＭＡＡ）１．８
ｇ、エチレングリコールジメチルアクリレート（ＥＤＭ
Ａ）１８．７ｇに、重合開始剤２，２′−アゾビス（２
−メチルプロピオニトリル）（ＡＩＢＮ）を０．２４ｇ
加える。この混合溶液に超音波を照射しながら真空中で
脱泡した後、５分間窒素ガスで置換する。
ジェオスミン０．９ｇ、メタクリル酸（ＭＡＡ）１．８
ｇ、エチレングリコールジメチルアクリレート（ＥＤＭ
Ａ）１８．７ｇに、重合開始剤２，２′−アゾビス（２
−メチルプロピオニトリル）（ＡＩＢＮ）を０．２４ｇ
加える。この混合溶液に超音波を照射しながら真空中で
脱泡した後、５分間窒素ガスで置換する。
【００１１】次に、発振周波数１０ＭＨZ ，ＡＴカット
の水晶振動子１の表裏両面に、直径５ｍｍの金電極２を
蒸着し、これに上記の溶液を塗布した後、６０℃で窒素
ガス雰囲気中で１０時間放置し、ＭＡＡとＥＤＭＡを重
合させ、ＭＩＰ薄膜３を形成する。次いで、これを酢酸
−メタノール混合溶液中で洗浄し、ＭＩＰ薄膜３中のジ
ェオスミンを抽出した後乾燥して、本発明のバイオミメ
テイックセンサ１ａを得ることができる。
の水晶振動子１の表裏両面に、直径５ｍｍの金電極２を
蒸着し、これに上記の溶液を塗布した後、６０℃で窒素
ガス雰囲気中で１０時間放置し、ＭＡＡとＥＤＭＡを重
合させ、ＭＩＰ薄膜３を形成する。次いで、これを酢酸
−メタノール混合溶液中で洗浄し、ＭＩＰ薄膜３中のジ
ェオスミンを抽出した後乾燥して、本発明のバイオミメ
テイックセンサ１ａを得ることができる。
【００１２】図２（ａ）〜（ｃ）は、疑似抗体となるＭ
ＩＰ膜３の作製過程を示す模式図であり、（ａ）はジェ
オスミン分子６の周りにＭＡＡ７とＥＤＭＡ８が共存し
ている状態、（ｂ）は、ＭＡＡ７とＥＤＭＡ８を重合さ
せた状態、（ｃ）は、ジェオスミン分子６を抽出し、Ｍ
ＩＰ９が得られることを、それぞれ表わしたものであ
る。
ＩＰ膜３の作製過程を示す模式図であり、（ａ）はジェ
オスミン分子６の周りにＭＡＡ７とＥＤＭＡ８が共存し
ている状態、（ｂ）は、ＭＡＡ７とＥＤＭＡ８を重合さ
せた状態、（ｃ）は、ジェオスミン分子６を抽出し、Ｍ
ＩＰ９が得られることを、それぞれ表わしたものであ
る。
【００１３】図３（ａ），（ｂ）は、ＭＩＰ膜３にジェ
オスミン分子６が吸着する前後の状態を示す模式図であ
り、（ａ）は水晶振動子１上の金電極２の近傍に、ジェ
オスミン分子６を含むその他のにおい分子１０，１１が
浮遊している状態、（ｂ）は、ＭＩＰ膜３にジェオスミ
ン分子６のみが吸着した状態を、それぞれ表わしたもの
である。
オスミン分子６が吸着する前後の状態を示す模式図であ
り、（ａ）は水晶振動子１上の金電極２の近傍に、ジェ
オスミン分子６を含むその他のにおい分子１０，１１が
浮遊している状態、（ｂ）は、ＭＩＰ膜３にジェオスミ
ン分子６のみが吸着した状態を、それぞれ表わしたもの
である。
【００１４】図４は、本発明のセンサ１ａを用いた測定
装置の要部構成を示す模式図である。図４において、こ
の装置は、蒸留水または測定試料液１２を入れる約１０
０ｍｌのガラス容器１３内にセンサ１ａを配置し、これ
をガラス容器１３外部の共振周波数測定装置１４と記録
計１５に接続したものである。測定は、はじめ１０ｍｌ
の蒸留水を入れた容器を用いて共振周波数を測定した
後、試料液１２を１０ｍｌ入れたガラス容器１３と交換
して１０分間測定し、再び蒸留水の容器に戻して測定す
ることを交互に行なう。
装置の要部構成を示す模式図である。図４において、こ
の装置は、蒸留水または測定試料液１２を入れる約１０
０ｍｌのガラス容器１３内にセンサ１ａを配置し、これ
をガラス容器１３外部の共振周波数測定装置１４と記録
計１５に接続したものである。測定は、はじめ１０ｍｌ
の蒸留水を入れた容器を用いて共振周波数を測定した
後、試料液１２を１０ｍｌ入れたガラス容器１３と交換
して１０分間測定し、再び蒸留水の容器に戻して測定す
ることを交互に行なう。
【００１５】測定結果を図５に示す。図５は蒸留水で調
製したジェオスミン標準溶液に対する本発明のセンサの
応答の関係を示す線図であり、横軸は時間、縦軸は周波
数シフトを表わし、蒸留水と試料液１２の切り替え時点
を矢印で併記してある。図４から、この線図は蒸留水か
らジェオスミン溶液に変わると周波数変化が大きくなる
という繰り返しであり、標的におい物質であるジェオス
ミンの高感度の測定が可能であることがわかる。
製したジェオスミン標準溶液に対する本発明のセンサの
応答の関係を示す線図であり、横軸は時間、縦軸は周波
数シフトを表わし、蒸留水と試料液１２の切り替え時点
を矢印で併記してある。図４から、この線図は蒸留水か
らジェオスミン溶液に変わると周波数変化が大きくなる
という繰り返しであり、標的におい物質であるジェオス
ミンの高感度の測定が可能であることがわかる。
【００１６】なお、本発明のセンサ１ａを得る方法は、
上記の他に、上記の混合液をそのまま６０℃で窒素ガス
雰囲気中に１０時間放置し、重合反応させて得られたポ
リマーを、数μｍから数十μｍの粒子に粉砕した後、酢
酸−メタノール混合溶液中で粒子中のジェオスミンを抽
出し、乾燥させたものを金電極２の表面上に塗布、また
はＰＶＣ（塩化ビニール）などの膜材料の中に粒子を入
れて包括するとともに膜形成を行なうようにしてもよ
く、得られるセンサ１ａは前述と同様の効果が得られ
る。
上記の他に、上記の混合液をそのまま６０℃で窒素ガス
雰囲気中に１０時間放置し、重合反応させて得られたポ
リマーを、数μｍから数十μｍの粒子に粉砕した後、酢
酸−メタノール混合溶液中で粒子中のジェオスミンを抽
出し、乾燥させたものを金電極２の表面上に塗布、また
はＰＶＣ（塩化ビニール）などの膜材料の中に粒子を入
れて包括するとともに膜形成を行なうようにしてもよ
く、得られるセンサ１ａは前述と同様の効果が得られ
る。
【００１７】実施例２．次に、ＳＡＷ素子を用いた本発
明のバイオミメティックセンサ１ｂについて述べる。図
６はその要部構成を示す模式平面図であり、図６におい
て、このセンサ１ｂは、ＳＴカットの水晶製の共振周波
数９０ＭＨZ を持つＳＡＷ素子に、金電極２ａとその両
端に櫛型電極（ＩＤＴ）１６、および点線で示した表面
波伝播領域１７にＭＩＰ膜３ａを形成してあり、各ＩＤ
Ｔ１６から高周波増幅器１８を経て周波数カウンター１
９に接続される。
明のバイオミメティックセンサ１ｂについて述べる。図
６はその要部構成を示す模式平面図であり、図６におい
て、このセンサ１ｂは、ＳＴカットの水晶製の共振周波
数９０ＭＨZ を持つＳＡＷ素子に、金電極２ａとその両
端に櫛型電極（ＩＤＴ）１６、および点線で示した表面
波伝播領域１７にＭＩＰ膜３ａを形成してあり、各ＩＤ
Ｔ１６から高周波増幅器１８を経て周波数カウンター１
９に接続される。
【００１８】このセンサ１ｂのＭＩＰ膜３ａは次のよう
にして作製される。まず、クロロホルム４０ｍｌ中に、
例えば２−メチルイソボルネオール（２−ＭＩＢ）１．
２ｇ，ＭＡＡ２．３ｇ，ＥＤＭＡ２６ｇ，ＡＩＢＮ０．
５ｇを加えて混合し、超音波を印加しながら真空中で脱
泡した後、５分間窒素ガスで置換する。次に、この混合
溶液を図６に示すＳＡＷ素子の表面波伝播領域１７に塗
布し、波長３６６ｎｍの紫外線を５℃で５時間照射し
て、ＭＡＡとＥＤＭＡを重合させ、ＭＩＰ薄膜３ａを形
成する。そして、これを酢酸−メタノール混合溶液中で
洗浄し、ＭＩＰ薄膜３ａ中の２−ＭＩＢ抽出、乾燥して
本発明のバイオミメテイックセンサ１ｂを得ることがで
きる。また、重合反応させたポリマーを、粒子状として
用いてもよいことは、実施例１．で述べたのと同じであ
る。
にして作製される。まず、クロロホルム４０ｍｌ中に、
例えば２−メチルイソボルネオール（２−ＭＩＢ）１．
２ｇ，ＭＡＡ２．３ｇ，ＥＤＭＡ２６ｇ，ＡＩＢＮ０．
５ｇを加えて混合し、超音波を印加しながら真空中で脱
泡した後、５分間窒素ガスで置換する。次に、この混合
溶液を図６に示すＳＡＷ素子の表面波伝播領域１７に塗
布し、波長３６６ｎｍの紫外線を５℃で５時間照射し
て、ＭＡＡとＥＤＭＡを重合させ、ＭＩＰ薄膜３ａを形
成する。そして、これを酢酸−メタノール混合溶液中で
洗浄し、ＭＩＰ薄膜３ａ中の２−ＭＩＢ抽出、乾燥して
本発明のバイオミメテイックセンサ１ｂを得ることがで
きる。また、重合反応させたポリマーを、粒子状として
用いてもよいことは、実施例１．で述べたのと同じであ
る。
【００１９】図７は、ＳＡＷ素子を用いた本発明のバイ
オミメティックセンサ１ｂの測定装置の要部構成を示す
模式図である。図７において、この装置は、温度調節器
２０により４０℃程度とした恒温水槽２１中に設置した
フローセル２２内の上部にセンサ１ｂを固定し、蒸留水
と測定試料液１２との切り替え可能なように、これらの
液を熱交換器２３で加温しながらフローセル２２を通過
させ、蒸留水と試料液１２を１０分間隔で交互に送り、
各々の周波数（ｆ1 ，ｆ）を周波数カウンター１９によ
り測定を行ない、センサの応答を周波数シフト（ｆ1 −
ｆ2 ）として取り出すものである。
オミメティックセンサ１ｂの測定装置の要部構成を示す
模式図である。図７において、この装置は、温度調節器
２０により４０℃程度とした恒温水槽２１中に設置した
フローセル２２内の上部にセンサ１ｂを固定し、蒸留水
と測定試料液１２との切り替え可能なように、これらの
液を熱交換器２３で加温しながらフローセル２２を通過
させ、蒸留水と試料液１２を１０分間隔で交互に送り、
各々の周波数（ｆ1 ，ｆ）を周波数カウンター１９によ
り測定を行ない、センサの応答を周波数シフト（ｆ1 −
ｆ2 ）として取り出すものである。
【００２０】測定結果を図８に示す。図８は蒸留水で調
製した２−ＭＩＢ標準溶液に対する本発明のセンサ１ｂ
の応答の関係を示す線図であり、図５の場合と同様に横
軸は時間、縦軸は周波数シフトを表わし、蒸留水と試料
液の切り替え時点を矢印で併記してある。図８から、図
５に示す線図と同じく、この場合の標的におい物質であ
る２−ＭＩＢが高感度に測定可能であることがわかる。
製した２−ＭＩＢ標準溶液に対する本発明のセンサ１ｂ
の応答の関係を示す線図であり、図５の場合と同様に横
軸は時間、縦軸は周波数シフトを表わし、蒸留水と試料
液の切り替え時点を矢印で併記してある。図８から、図
５に示す線図と同じく、この場合の標的におい物質であ
る２−ＭＩＢが高感度に測定可能であることがわかる。
【００２１】実施例３．次に、ＳＰＲ素子を用いた本発
明のバイオミメティックセンサ１ｃについて述べる。図
９はその要部構成を示す模式平面図であり、図９におい
て、このセンサ１ｃは、屈折率１．５２４３を有するＢ
Ｋプリズム２４の底面に５０μｍの金電極２ｂと、その
上にＭＩＰ膜３ｂを形成してあり、入射方向を矢印で示
したレーザ光２５の照射に対して変化する共鳴角度θの
変化を検出するものである。
明のバイオミメティックセンサ１ｃについて述べる。図
９はその要部構成を示す模式平面図であり、図９におい
て、このセンサ１ｃは、屈折率１．５２４３を有するＢ
Ｋプリズム２４の底面に５０μｍの金電極２ｂと、その
上にＭＩＰ膜３ｂを形成してあり、入射方向を矢印で示
したレーザ光２５の照射に対して変化する共鳴角度θの
変化を検出するものである。
【００２２】このセンサのＭＩＰ膜３ｂの作製は、前述
と基本的に同じであり、まず、クロロホルム４０ｍｌ中
に、例えば２−ＭＩＢ１．２ｇ，ＭＡＡ２．３ｇ，ＥＤ
ＭＡ２６ｇ，ＡＩＢＮ０．５ｇを加えて混合し、超音波
を印加しながら真空中で脱泡した後、５分間窒素ガスで
置換する。次に、この混合溶液を図９に示すＳＰＲ素子
のプリズム２４の底面の蒸着した金電極２ｂの表面に塗
布し、波長３６６ｎｍの紫外線を５℃で５時間照射し
て、ＭＡＡとＥＤＭＡを重合させ、ＭＩＰ薄膜３ｂを形
成する。次いで、これを酢酸−メタノール混合溶液中で
洗浄し、ＭＩＰ薄膜３ｂ中の２−ＭＩＢ抽出、乾燥して
本発明のバイオミメテイックセンサ１ｃを得ることがで
きる。この場合も、実施例１や実施例２で述べたよう
に、重合反応させたポリマーを、粒子状として用いても
よい。
と基本的に同じであり、まず、クロロホルム４０ｍｌ中
に、例えば２−ＭＩＢ１．２ｇ，ＭＡＡ２．３ｇ，ＥＤ
ＭＡ２６ｇ，ＡＩＢＮ０．５ｇを加えて混合し、超音波
を印加しながら真空中で脱泡した後、５分間窒素ガスで
置換する。次に、この混合溶液を図９に示すＳＰＲ素子
のプリズム２４の底面の蒸着した金電極２ｂの表面に塗
布し、波長３６６ｎｍの紫外線を５℃で５時間照射し
て、ＭＡＡとＥＤＭＡを重合させ、ＭＩＰ薄膜３ｂを形
成する。次いで、これを酢酸−メタノール混合溶液中で
洗浄し、ＭＩＰ薄膜３ｂ中の２−ＭＩＢ抽出、乾燥して
本発明のバイオミメテイックセンサ１ｃを得ることがで
きる。この場合も、実施例１や実施例２で述べたよう
に、重合反応させたポリマーを、粒子状として用いても
よい。
【００２３】図１０は、ＳＰＲ素子を用いた本発明のバ
イオミメティックセンサ１ｃの測定装置の要部構成を示
す模式図である。図１０において、この装置では、蒸留
水で濃度を調製した２−ＭＩＢ測定試料液２６を、第１
のフローセル２７の一方から流し他方から排出するとと
もに、別にこの第１のフローセル２７に空気２８を送
り、２−ＭＩＢを含むガスを、センサ１ｃの固定された
第２のフローセル２９に運び、一方から通し他方から排
気する。同時にレーザ発振器３０から出射するＨｅ−Ｎ
ｅレーザ光２５をセンサ１ｃに照射するが、このときレ
ーザ光２５は偏光子３１を通した後、ビームスプリッタ
３２により分岐し、一方はセンサ１ｃに入射した後、第
１のフォトダイオード（シグナルディテクター）３３を
経由して、信号が演算回路３４に送られ、他方は第２の
フォトダイオード（リファレンスディテクター）３５を
経て、信号が演算回路３４に入る。演算回路３４で処理
されたデータは図示してない記録計に送られる。図１０
における、試料液２６，空気２８，レーザ光２５の進行
方向、および各フォトダイオード３３，３５からの信号
経路はいずれも矢印により示している。
イオミメティックセンサ１ｃの測定装置の要部構成を示
す模式図である。図１０において、この装置では、蒸留
水で濃度を調製した２−ＭＩＢ測定試料液２６を、第１
のフローセル２７の一方から流し他方から排出するとと
もに、別にこの第１のフローセル２７に空気２８を送
り、２−ＭＩＢを含むガスを、センサ１ｃの固定された
第２のフローセル２９に運び、一方から通し他方から排
気する。同時にレーザ発振器３０から出射するＨｅ−Ｎ
ｅレーザ光２５をセンサ１ｃに照射するが、このときレ
ーザ光２５は偏光子３１を通した後、ビームスプリッタ
３２により分岐し、一方はセンサ１ｃに入射した後、第
１のフォトダイオード（シグナルディテクター）３３を
経由して、信号が演算回路３４に送られ、他方は第２の
フォトダイオード（リファレンスディテクター）３５を
経て、信号が演算回路３４に入る。演算回路３４で処理
されたデータは図示してない記録計に送られる。図１０
における、試料液２６，空気２８，レーザ光２５の進行
方向、および各フォトダイオード３３，３５からの信号
経路はいずれも矢印により示している。
【００２４】測定結果を図１１に示す。蒸留水と２−Ｍ
ＩＢ試料液を１０分間隔で交互に測定し、その変化を測
定することは、前述の場合と同じであるが、ここでは、
２−ＭＩＢの濃度を変えて蒸留水で調製した試料液を用
いており、図１１は、各濃度の２−ＭＩＢ試料液に対し
て、本発明センサ１ｃにおける共鳴角の変化を示す線図
である。図１１中の点線は未測定範囲である。図１１の
線図から、２−ＭＩＢ濃度の増加とともに、共鳴角度θ
は直線的に大きくなり、標的とするかび臭物質２−ＭＩ
Ｂを高感度で測定可能であることがわかる。
ＩＢ試料液を１０分間隔で交互に測定し、その変化を測
定することは、前述の場合と同じであるが、ここでは、
２−ＭＩＢの濃度を変えて蒸留水で調製した試料液を用
いており、図１１は、各濃度の２−ＭＩＢ試料液に対し
て、本発明センサ１ｃにおける共鳴角の変化を示す線図
である。図１１中の点線は未測定範囲である。図１１の
線図から、２−ＭＩＢ濃度の増加とともに、共鳴角度θ
は直線的に大きくなり、標的とするかび臭物質２−ＭＩ
Ｂを高感度で測定可能であることがわかる。
【００２５】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明のバイオ
ミメティックセンサは、化学物質、とくにかび臭物質に
対して、生体内の抗体に類似した機能を有するポリマー
を有機合成によって作製することができるので、これを
薄膜化して各種トランスデューサの表面上に形成、また
は微粒子として各種トランスデューサの表面上に固定す
ることにより、標的化学物質を高感度に検出することが
でき、センサによる検出の精度と選択性を高め、浄水場
などに適用して大きな効果をあげることができる。
ミメティックセンサは、化学物質、とくにかび臭物質に
対して、生体内の抗体に類似した機能を有するポリマー
を有機合成によって作製することができるので、これを
薄膜化して各種トランスデューサの表面上に形成、また
は微粒子として各種トランスデューサの表面上に固定す
ることにより、標的化学物質を高感度に検出することが
でき、センサによる検出の精度と選択性を高め、浄水場
などに適用して大きな効果をあげることができる。
【図１】水晶振動子を用いた本発明のバイオミメテイッ
クセンサの要部構成を示す模式平面図
クセンサの要部構成を示す模式平面図
【図２】ＭＩＰ膜の作製過程を示し、（ａ）はジェオス
ミン分子、ＭＡＡ分子、ＥＤＭＡ分子が共存している状
態，（ｂ）はＭＡＡとＥＤＭＡを重合させた状態、
（ｃ）はジェオスミン分子を抽出し、ＭＩＰが得られる
ことをそれぞれ表わす模式図
ミン分子、ＭＡＡ分子、ＥＤＭＡ分子が共存している状
態，（ｂ）はＭＡＡとＥＤＭＡを重合させた状態、
（ｃ）はジェオスミン分子を抽出し、ＭＩＰが得られる
ことをそれぞれ表わす模式図
【図３】ＭＩＰ膜にジェオスミン分子が吸着する前後の
状態を示し、（ａ）は金電極の近傍にジェオスミン分子
を含む他のにおい分子が浮遊している状態、（ｂ）はＭ
ＩＰ膜にジェオスミン分子のみが吸着した状態を、それ
ぞれ表わす模式図
状態を示し、（ａ）は金電極の近傍にジェオスミン分子
を含む他のにおい分子が浮遊している状態、（ｂ）はＭ
ＩＰ膜にジェオスミン分子のみが吸着した状態を、それ
ぞれ表わす模式図
【図４】図１の本発明のセンサを用いた測定装置の要部
構成を示す模式図
構成を示す模式図
【図５】図４の装置により測定した本発明のセンサの応
答の関係を示す線図
答の関係を示す線図
【図６】ＳＡＷ素子を用いた本発明のバイオミメティッ
クセンサの要部構成を示す模式平面図
クセンサの要部構成を示す模式平面図
【図７】図６の本発明のセンサを用いた測定装置の要部
構成を示す模式図
構成を示す模式図
【図８】図７の装置により測定した本発明のセンサの応
答の関係を示す線図
答の関係を示す線図
【図９】ＳＰＲ素子を用いた本発明のバイオミメティッ
クセンサの要部構成を示す模式平面図
クセンサの要部構成を示す模式平面図
【図１０】図９の本発明のセンサを用いた測定装置の要
部構成を示す模式図
部構成を示す模式図
【図１１】図１０の装置により測定した本発明センサの
応答の関係を示す線図
応答の関係を示す線図
【符号の説明】１ａ 水晶振動子センサ１ｂ ＳＡＷ素子センサ１ｃ ＳＰＲ素子センサ １ 水晶振動子 ２ 金電極 ２ａ 金電極 ２ｂ 金電極 ３ ＭＩＰ薄膜 ３ａ ＭＩＰ薄膜 ３ｂ ＭＩＰ薄膜 ４ 支持台 ５ リード ６ ジェオスミン分子 ７ ＭＡＡ ８ ＥＤＭＡ ９ ＭＩＰ １０ 他のにおい分子 １１ 他のにおい分子 １２ 試料液 １３ ガラス容器 １４ 共振周波数測定装置 １５ 記録計 １６ ＩＤＴ １７ 表面波伝播領域 １８ 高周波増幅器 １９ 周波数カウンター ２０ 温度調節器 ２１ 恒温水槽 ２２ フローセル ２３ 熱交換器 ２４ プリズム ２５ レーザ光 ２６ 試料液 ２７ 第１のフローセル ２８ 空気 ２９ 第２のフローセルレーザ光 ３０ レーザ発振器 ３１ 偏光子 ３２ ビームスプリッタ ３３ 第１のフォトダイオード ３４ 演算回路 ３５ 第２のフォトダイオード
Claims (6)
- 【請求項１】標的とする化学物質の存在下で重合させた
前記標的化学物質の立体的分子構造を有する有機重合体
から、前記標的化学物質を抽出して得られる薄膜と、こ
の薄膜が取り付けられ、前記有機重合体と前記標的化学
物質との脱吸着反応を周波数変化または光の共鳴角変化
に変換可能な素子とからなることを特徴とするバイオミ
メティックセンサ。 - 【請求項２】請求項１記載のセンサにおいて、標的化学
物質はジェオスミンまたは２−メチルイソボルネオール
（２−ＭＩＢ）であることを特徴とするバイオミメティ
ックセンサ。 - 【請求項３】請求項１記載のセンサにおいて、有機重合
体はメタクリル酸（ＭＡＡ）とエチレングリコールジメ
チルアクリレート（ＥＤＭＡ）からなることを特徴とす
るバイオミメティックセンサ。 - 【請求項４】請求項１記載のセンサにおいて、有機重合
体を微粒子として用いることを特徴とするバイオミメテ
ィックセンサ。 - 【請求項５】請求項１記載のセンサにおいて、周波数変
化に変換可能な素子は、水晶振動子または表面弾性波
（ＳＡＷ）素子であることを特徴とするバイオミメティ
ックセンサ。 - 【請求項６】請求項１記載のセンサにおいて、光の共鳴
角変化に変換可能な素子は、表面プラズモン（ＳＰＲ）
素子であることを特徴とするバイオミメティックセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14371394A JP3243937B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | バイオミメティックセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14371394A JP3243937B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | バイオミメティックセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0815160A true JPH0815160A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3243937B2 JP3243937B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=15345255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14371394A Expired - Fee Related JP3243937B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | バイオミメティックセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3243937B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6177513B1 (en) | 1998-08-28 | 2001-01-23 | Toshifumi Takeuchi | Method for evaluating artificial receptors |
| JP2010502978A (ja) * | 2006-09-08 | 2010-01-28 | スマート ホログラムズ リミテッド | 検体の検出方法 |
| JP2010190716A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Ulvac Japan Ltd | 相互作用パラメータの決定方法及び測定溶液中の結合物質の濃度の測定方法 |
| JP2013511035A (ja) * | 2009-11-11 | 2013-03-28 | イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン | 光センサ |
| JP2014235098A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 花王株式会社 | カビ臭抑制剤の探索方法 |
| JP2019174268A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 日本電波工業株式会社 | 感知方法 |
| CN110637226A (zh) * | 2017-05-16 | 2019-12-31 | 新加坡国立大学 | 用于化学传感的分子印迹聚合物 |
| CN116754622A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-15 | 湖南大学 | 一种检测水中2-甲基异莰醇的方法 |
-
1994
- 1994-06-27 JP JP14371394A patent/JP3243937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6177513B1 (en) | 1998-08-28 | 2001-01-23 | Toshifumi Takeuchi | Method for evaluating artificial receptors |
| JP2010502978A (ja) * | 2006-09-08 | 2010-01-28 | スマート ホログラムズ リミテッド | 検体の検出方法 |
| JP2010190716A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Ulvac Japan Ltd | 相互作用パラメータの決定方法及び測定溶液中の結合物質の濃度の測定方法 |
| JP2013511035A (ja) * | 2009-11-11 | 2013-03-28 | イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン | 光センサ |
| JP2014235098A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 花王株式会社 | カビ臭抑制剤の探索方法 |
| CN110637226A (zh) * | 2017-05-16 | 2019-12-31 | 新加坡国立大学 | 用于化学传感的分子印迹聚合物 |
| JP2019174268A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 日本電波工業株式会社 | 感知方法 |
| CN116754622A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-15 | 湖南大学 | 一种检测水中2-甲基异莰醇的方法 |
| CN116754622B (zh) * | 2023-08-14 | 2023-10-27 | 湖南大学 | 一种检测水中2-甲基异莰醇的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3243937B2 (ja) | 2002-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5445008A (en) | Microbar sensor | |
| Ertürk et al. | Fab fragments imprinted SPR biosensor for real-time human immunoglobulin G detection | |
| US5129262A (en) | Plate-mode ultrasonic sensor | |
| US5189914A (en) | Plate-mode ultrasonic sensor | |
| JP2020514687A (ja) | 湿度補正付きガスセンサー | |
| Chang et al. | The principle and applications of piezoelectric crystal sensors | |
| Luong et al. | Analytical applications of piezoelectric crystal biosensors | |
| Tan et al. | A new assay system for phenacetin using biomimic bulk acoustic wave sensor with a molecularly imprinted polymer coating | |
| US20110122410A1 (en) | Optical Reflectometry Setup | |
| JP3243937B2 (ja) | バイオミメティックセンサ | |
| CN109724952B (zh) | 一种光纤探头及其制备方法、光纤传感器及其应用 | |
| US20060045807A1 (en) | Detection of biospecific interactions using amplified differential time domain spectroscopy signal | |
| CN111595787A (zh) | 基于光声谐振探测的太赫兹气体检测系统及方法 | |
| CN106546727B (zh) | 一种石墨烯玻璃芯片的制备方法 | |
| Geddes et al. | Piezoelectric crystal for the detection of immunoreactions in buffer solutions | |
| US20050223806A1 (en) | Surface wave chemical detector using optical radiation | |
| Friggeri et al. | Self-assembled monolayers of cavitand receptors for the binding of neutral molecules in water | |
| Çakır et al. | Sensitive and selective detection of amitrole based on molecularly imprinted nanosensor | |
| CN110389110A (zh) | 一种基于棒-环结构的介质纳米光波天线传感器及应用 | |
| JP2006337244A (ja) | 表面プラズモン共鳴法によるサンプル試料の測定方法及び装置 | |
| JP4020539B2 (ja) | 水晶発振子を用いた液滴中の溶質濃度測定方法 | |
| Erkek et al. | Surface Plasmon Resonance Biosensors for Detection of Allergen-Specific Immunoglobulin E | |
| JP3612588B2 (ja) | アセトアルデヒドの測定方法 | |
| WO1999032882A1 (en) | Detection of analytes | |
| RU2206084C1 (ru) | Способ определения нитроэтана в воздухе |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |