JPWO2020110720A1 - 液体試料分析方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、前記化学センサーに前記1または複数種類のガスを与える前に前記受容体層を乾燥させてよい。
また、前記物理パラメーターは、表面応力、応力、力、表面張力、圧力、質量、弾性、ヤング率、ポアソン比、共振周波数、周波数、体積、厚み、粘度、密度、磁力、磁気量、磁場、磁束、磁束密度、電気抵抗、電気量、誘電率、電力、電界、電荷、電流、電圧、電位、移動度、静電エネルギー、キャパシタンス、インダクタンス、リアクタンス、サセプタンス、アドミッタンス、インピーダンス、コンダクタンス、プラズモン、屈折率、光度および温度のうちの1種または2種以上であってよい。
また、前記物理パラメーターは表面応力であってよい。
また、前記化学センサーは膜型表面応力センサーであってよい。
また、前記受容体層はポリマー、ポリマー以外の有機化合物、無機化合物、単体材料、多孔体、粒子の集積体からなる群から選択される材料を含んでよい。
また、前記化学センサーから出力される信号からの特徴量の抽出を行った結果に基づいて前記分析を行ってよい。
また、前記化学センサーに前記ガスとパージ用流体とを交互に切り替えて与えてよい。
また、前記化学センサーから出力される信号を機械学習することにより前記分析を行ってよい。
また、前記化学センサーから出力される信号を多変量解析処理することにより前記分析を行ってよい。
また、前記化学センサーから出力される信号に主成分分析または線形判別分析を適用することによって前記分析を行ってよい。
また、前記化学センサーから出力される信号にパターン認識を適用することによって前記分析を行ってよい。
本発明の他の側面によれば、化学センサー及び前記化学センサーから出力される信号に基づいて前記分析を行う分析手段を備えることにより、前記何れかの液体試料分析方法を行う液体試料分析装置が与えられる。
ここでは、4種類の受容体材料、すなわちPS(polystyrene)、P4MS(poly(4-methylstyrene))、PCL(polycaprolactone)、PVF(polyvinylidene fluoride)で被覆したMSSを準備し、これらに4種類のプローブガス、すなわち水蒸気、エタノール(ethanol)、ヘプタン(n-heptane)、及びトルエン(toluene)を与えることにより出力信号を得た。上記4種類の受容体材料の化学構造式を以下に示す。
ここでは、ウシ胎仔血清(fetal bovine serum、FBS)を10%含むウシ胎仔血清入り培地及びウシ胎児血清無し培地(これらでは培地としてDMEM(高グルコース)(Dulbecco's modified eagle medium (high glucose))を使用)に浸漬したMSSにプローブガスとして水蒸気及びエタノールを与えた時の測定信号からそれぞれデータ集合を得た。また同じMSSを水に浸漬してから同じプローブガスを与えた場合、更には受容体を塗布しただけで水にもまた血清入りあるいは血清無し培地にも浸漬していないMSS(以下、この状態を未浸漬と称する)についても同じプローブガスを与えた場合のデータ集合も得た。これらのデータ集合を得るための具体的な手順は実験1の場合と同様とした。実際の実験手順としては、MSSチップを2枚用意し、血清あり及び血清無し培地の各々について、最初MSSに受容体を塗布し、次に何も浸漬を行わないで(つまり、未浸漬で)測定し、その後水に浸漬して測定し、さらに同じMSSを培地(一方のMSSは血清あり、他方のMSSは血清無し)に浸漬して測定を行った。上記4種類のデータ集合についてLDAを行った結果をプロットしたものを図5に示す。なお、この実験は水と水溶液(培地の血清両者入りの培地が入っている水溶液と血清無しの培地が入っている水溶液)の3種類を識別することが目的である。ここでMSSチップを2枚使っているのは、一旦血清あり/血清無し培地水溶液に浸漬すると、MSSチップ上の受容体にそのような培地成分の影響が残らないように十分に洗浄できない可能性があるため、他方の水溶液(血清無し/血清あり培地水溶液)をその後に同じMSSで行った場合に不正確な結果が得られる恐れがあったからである。また,水浸漬しているのは,この場合には、測定後の洗浄によって、同じMSSで次に血清ありまたは血清無し培地水溶液の測定を行っても最初の水浸漬の影響が残らないようにでき、また溶解している固体成分なども残存しないと考えられたからである。
ここでは、ウシ胎仔血清(fetal bovine serum、FBS)を10%含むウシ胎仔血清入り培地及びウシ胎児血清無し培地(これらでは培地としてDMEM(高グルコース)(Dulbecco's modified eagle medium (high glucose))を使用)に浸漬したMSSにプローブガスとして水蒸気及びエタノールを与えた時の測定信号からそれぞれデータ集合を得た。また同じMSSを水に浸漬してから同じプローブガスを与えた場合、更には受容体を塗布しただけで水にもまた血清入りあるいは血清無し培地にも浸漬していないMSS(以下、この状態を未浸漬と称する)についても同じプローブガスを与えた場合のデータ集合も得た。これらのデータ集合を得るための具体的な手順は実験1の場合と同様とした。実際の実験手順としては、MSSチップを2枚用意し、血清あり及び血清無し培地の各々について、最初MSSに受容体を塗布し、次に何も浸漬を行わないで(つまり、未浸漬で)測定し、その後水に浸漬して測定し、さらに同じMSSを培地(一方のMSSは血清あり、他方のMSSは血清無し)に浸漬して測定を行った。上記4種類のデータ集合についてLDAを行った結果をプロットしたものを図5に示す。なお、この実験は水と水溶液(血清あり培地水溶液と血清無し培地水溶液)の3種類を識別することが目的である。ここでMSSチップを2枚使っているのは、一旦血清あり/血清無し培地水溶液に浸漬すると、MSSチップ上の受容体にそのような培地成分の影響が残らないように十分に洗浄できない可能性があるため、他方の水溶液(血清無し/血清あり培地水溶液)をその後に同じMSSで行った場合に不正確な結果が得られる恐れがあったからである。また,水浸漬しているのは,この場合には、測定後の洗浄によって、同じMSSで次に血清ありまたは血清無し培地水溶液の測定を行っても最初の水浸漬の影響が残らないようにでき、また溶解している固体成分なども残存しないと考えられたからである。
Claims (13)
- 受容体層を担持した化学センサーに測定対象の液体試料を与え、
前記液体試料を与えた後の前記化学センサーに1または複数種類のガスを与え、
前記ガスを与えられたことによって前記化学センサーに引き起こされる物理パラメーターの変化により前記化学センサーから出力される信号に基づいて前記液体試料中の成分の分析を行う
液体試料分析方法。 - 前記化学センサーに前記1または複数種類のガスを与える前に前記受容体層を乾燥させる、請求項1に記載の液体試料分析方法。
- 前記物理パラメーターは、表面応力、応力、力、表面張力、圧力、質量、弾性、ヤング率、ポアソン比、共振周波数、周波数、体積、厚み、粘度、密度、磁力、磁気量、磁場、磁束、磁束密度、電気抵抗、電気量、誘電率、電力、電界、電荷、電流、電圧、電位、移動度、静電エネルギー、キャパシタンス、インダクタンス、リアクタンス、サセプタンス、アドミッタンス、インピーダンス、コンダクタンス、プラズモン、屈折率、光度および温度のうちの1種または2種以上である、請求項1または2に記載の液体試料分析方法。
- 前記物理パラメーターは表面応力である、請求項1から3の何れかに記載の液体試料分析方法。
- 前記化学センサーは膜型表面応力センサーである、請求項4に記載の液体試料分析方法。
- 前記受容体層はポリマー、ポリマー以外の有機化合物、無機化合物、単体材料、多孔体、粒子の集積体からなる群から選択される材料を含む、請求項1から5の何れかに記載の液体試料分析方法。
- 前記化学センサーから出力される信号からの特徴量の抽出を行った結果に基づいて前記分析を行う、請求項1から6の何れかに記載の液体試料分析方法。
- 前記化学センサーに前記ガスとパージ用流体とを交互に切り替えて与える、請求項1から7の何れかに記載の液体試料分析方法。
- 前記化学センサーから出力される信号を機械学習することにより前記分析を行う、請求項1から8の何れかに記載の液体試料分析方法。
- 前記化学センサーから出力される信号を多変量解析処理することにより前記分析を行う、請求項1から8の何れかに記載の液体試料分析方法。
- 前記化学センサーから出力される信号に主成分分析または線形判別分析を適用することによって前記分析を行う、請求項10に記載の液体試料分析方法。
- 前記化学センサーから出力される信号にパターン認識を適用することによって前記分析を行う、請求項10に記載の液体試料分析方法。
- 化学センサー及び前記化学センサーから出力される信号に基づいて前記分析を行う分析手段を備える、請求項1から12の何れかの液体試料分析方法を行う液体試料分析装置。
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