JPH07134116A - Chemical substance detecting method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、気相中に含まれる物質
を検出する気相センサによる化学物質の検出方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a chemical substance by a gas phase sensor for detecting a substance contained in a gas phase.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、気相中に含まれる物質を検出
するためには、ガスクロマトグラフィー等が利用されて
おり、サンプリングした気体中の各種物質濃度を検出し
ている。しかし、このガスクロマトグラフィーを利用す
る方法は、人が試料をサンプリングすることを基本とし
ており、自動的に気相中の物質を検出するのには向かな
い。2. Description of the Related Art Conventionally, gas chromatography or the like has been used to detect substances contained in a gas phase, and the concentrations of various substances in sampled gases are detected. However, this method using gas chromatography is based on the fact that a person samples a sample, and is not suitable for automatically detecting a substance in a gas phase.
【0003】そこで、気相中の物質の濃度等によって、
電気的状態(通常の場合、酸化還元電位変化に依存する
電位・電流)が変化する複数の電極を気相中に設置し、
この電気的状態を検出することによって、気相中の物質
量を検出する気相センサが知られている。このような気
相センサを利用すれば、そのセンサを被検出雰囲気中に
設置しておくだけで、所望の気体の濃度を検出すること
ができる。そして、気体に選択性のある膜等を利用する
ことによって、計測したい気体についての濃度を計測す
ることもできる。Therefore, depending on the concentration of the substance in the gas phase,
A plurality of electrodes whose electric state (normally, potential / current depending on changes in redox potential) change are installed in the gas phase,
A gas phase sensor is known which detects the amount of a substance in the gas phase by detecting this electrical state. If such a gas phase sensor is used, the desired gas concentration can be detected simply by installing the sensor in the atmosphere to be detected. The concentration of the gas to be measured can be measured by using a gas-selective film or the like.
【0004】なお、このような気相センサは、例えば特
開平5ー10905号公報、特開平5−60727号公
報、特開平5−45321号公報などに示されている。Such a gas phase sensor is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-10905, 5-60727, and 5-45321.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のセンサによる化学物質の検出は、基本的に電位或い
は電流の変化を計測しているだけであり、1つのセンサ
で測定できるのは、単一の気体の濃度または複数の気体
の合計の電位或いは電流の変化だけであり、物質を同定
することができないという問題点があった。However, the detection of a chemical substance by such a conventional sensor basically only measures a change in potential or current, and one sensor can measure: There is a problem in that it is not possible to identify a substance because it is only the change in the concentration of a single gas or the total potential or current of a plurality of gases.
【0006】本発明は、気相中に含まれる化学物質の同
定が可能な化学物質の検出方法を提供することを目的と
する。[0006] It is an object of the present invention to provide a method for detecting a chemical substance capable of identifying the chemical substance contained in the gas phase.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る化学物質の
検出方法は、電極の周囲に気相と直接接触する表面を有
する電解質溶液を保持する工程と、気相中の化学物質を
電解質溶液中に拡散させる工程と、この電解質溶液中に
存在する電極における電気的状態を上記化学物質の拡散
及び電極への吸着に基づく経時変化として検出する工程
とを有し、検出された経時変化に基づき気相中の化学物
質を検出することを特徴とする(請求項1)。A method for detecting a chemical substance according to the present invention comprises a step of holding an electrolyte solution having a surface which is in direct contact with a gas phase around an electrode, and a chemical substance in the gas phase being dissolved in the electrolyte solution. Having a step of diffusing into it, and a step of detecting an electrical state at an electrode present in this electrolyte solution as a time-dependent change based on diffusion of the chemical substance and adsorption to the electrode, based on the detected time-dependent change It is characterized by detecting a chemical substance in the gas phase (Claim 1).
【0008】また、電極の周囲に電解質溶液を保持する
工程は、電解質溶液をその表面張力を利用して保持する
ものであり、電解質溶液供給源から電解質溶液を供給す
ることによって新たな電解質溶液を保持させることによ
り、検出を繰り返し行うことを特徴とする(請求項
2)。Further, the step of holding the electrolyte solution around the electrodes is to hold the electrolyte solution by utilizing its surface tension. By supplying the electrolyte solution from the electrolyte solution supply source, a new electrolyte solution is prepared. It is characterized in that the detection is repeated by holding it (Claim 2).
【0009】更に、本発明に係る化学物質の同定方法
は、気相に含まれる化学物質を同定する方法であって、
気相と直接接触する表面を有する電解質溶液を電極の
周囲に保持する工程と、基準物質として選ばれた化学
物質から所定のフィッティング関数およびパラメータを
得る工程であって、基準物質として選ばれた化学物質を
電解質溶液中に拡散させる工程と、この電解質溶液中に
存在する電極における電気的状態を上記化学物質の拡散
及び電極への吸着に基づく経時変化として検出し、電気
的状態の経時変化のパターンを形成する工程と、このパ
ターンに基づいてフィッティング関数を設定し、このフ
ィッティング関数に対する各基準物質のパラメータを求
める工程と、を含む工程と、測定対象の化学物質から
所定のパラメータを得る工程であって、測定対象化学物
質を電解質溶液中に拡散させる工程と、この電解質溶液
中に存在する電極における電気的状態を上記化学物質の
拡散及び電極への吸着に基づく経時変化として検出し、
前記フィッティング関数に対する測定対象物質のパラメ
ータを作成する工程と、を含む工程と、前記基準物質
の各種パラメータと測定対象物質のパラメータの間の距
離を算出し、この距離が最小となる基準物質が測定対象
物質に最も類似していると判定する工程と、を含むこと
を特徴とする(請求項3)。Further, the method for identifying a chemical substance according to the present invention is a method for identifying a chemical substance contained in a gas phase,
A step of holding an electrolyte solution having a surface that is in direct contact with the gas phase around the electrode, and a step of obtaining a predetermined fitting function and parameters from a chemical substance selected as a reference substance, the chemistry selected as the reference substance. A step of diffusing a substance in an electrolyte solution, and detecting an electrical state at an electrode present in the electrolyte solution as a temporal change due to diffusion of the chemical substance and adsorption to the electrode, and a pattern of the temporal change of the electrical state. And a step of setting a fitting function based on this pattern and obtaining a parameter of each reference substance for this fitting function, and a step of obtaining a predetermined parameter from the chemical substance to be measured. The process of diffusing the chemical substance to be measured into the electrolyte solution and the electrodes present in this electrolyte solution. An electrical state is detected as a change over time based on adsorption to diffusion and electrode of the chemicals,
A step of creating a parameter of the measurement target substance for the fitting function; and calculating a distance between various parameters of the reference substance and the parameter of the measurement target substance, and measuring the reference substance having the minimum distance. And a step of determining that it is most similar to the target substance (claim 3).
【0010】[0010]
【作用】以上のようにして構成された本発明に係る化学
物質の検出方法においては、保持された電解質溶液中に
拡散してくる化学物質により、変化する電気的状態の経
時変化を検出する。そして、この経時変化は、各化学物
質によって異なる。そこで、この変化により、化学物質
を同定することができる。In the method of detecting a chemical substance according to the present invention having the above-described structure, the change with time of the changing electrical state is detected by the chemical substance that diffuses into the retained electrolyte solution. Then, this change with time differs depending on each chemical substance. Therefore, the chemical substance can be identified by this change.
【0011】この場合において、電解質溶液を表面張力
によって保持するようにすると(請求項2)、電解質溶
液を供給することで更新をすることができるため、新た
なパターンについての解析、化学物質の同定を繰り返し
行うことができる。In this case, if the electrolyte solution is held by the surface tension (claim 2), it can be updated by supplying the electrolyte solution. Therefore, analysis of a new pattern and identification of chemical substances are possible. Can be repeated.
【0012】また、請求項3に係る化学物質の同定方法
においては、電気的状態の経時変化のパターンの相同性
を数量化して提示し、それに基づいて化学物質の類似の
度合いを判断する。具体的には、電気的状態の経時変化
のパターンどうしの比較を、フィッティング関数に対す
るパラメータどうしの距離を比較することにより行う。
パターンの相同性は、当該パラメータ間の距離として数
量化される。Further, in the chemical substance identifying method according to the third aspect, the homology of the temporal change pattern of the electrical state is quantified and presented, and the degree of similarity of the chemical substances is judged based on the quantified homology. Specifically, the patterns of changes in the electrical state with time are compared by comparing the distances of the parameters with respect to the fitting function.
Pattern homology is quantified as the distance between the parameters.
【0013】即ち、請求項3に係る化学物質の同定方法
によれば、請求項1記載の検出方法を使用して基準物質
および測定対象物質のパターン(電気的状態の経時変化
のパターン)がそれぞれ作成される。そして、この内の
基準物質については、種類の異なる複数の基準物質のパ
ターンに基づいて適当なフィッティング関数が導き出さ
れ、同時に、当該フィッティング関数に対する各基準物
質のパラメータが算出される。一方、測定対象となる化
学物質についても、フィッティング関数に対するパラメ
ータが算出される。そして、基準物質と測定対象物質の
パラメータどうしの距離が算出され、それらの距離が近
いものが類似の度合が高い物質として判定される。例え
ば、エタノールのパラメータに近いパラメータを有する
測定対象物質はエタノールに類似する化合物であると判
定され、遠いパラメータを有するものはエタノールに類
似しないと判定される。勿論、パラメータが同一の場合
には、エタノールであると特定される。なお、パラメー
タ間の距離は、n個のパラメータから算出することがで
きる。パラメータ間の距離の算出方法(測定方法)とし
ては、例えばユークリッド距離、平方ユークリッド距
離、チェビシェフ距離、或いは、1−相関係数による算
出方法等がある。That is, according to the method for identifying a chemical substance according to claim 3, the patterns of the reference substance and the substance to be measured (patterns of change in electrical state with time) are respectively obtained by using the detection method according to claim 1. Created. Then, for these reference substances, an appropriate fitting function is derived based on the patterns of a plurality of different reference substances, and at the same time, the parameters of each reference substance for the fitting function are calculated. On the other hand, also for the chemical substance to be measured, the parameter for the fitting function is calculated. Then, the distance between the parameters of the reference substance and the measurement target substance is calculated, and those having a short distance are determined as substances having a high degree of similarity. For example, a measurement target substance having a parameter close to that of ethanol is determined to be a compound similar to ethanol, and a substance having a distant parameter is determined not to be similar to ethanol. Of course, if the parameters are the same, it is identified as ethanol. The distance between parameters can be calculated from n parameters. Examples of the method (measurement method) of calculating the distance between the parameters include Euclidean distance, square Euclidean distance, Chebyshev distance, or 1-correlation coefficient calculation method.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】[装置構成]図1は、実施例に係る気相セ
ンサの全体構成を示す図であり、図2は測定部10の構
成を示す拡大図である。[Apparatus Configuration] FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a gas phase sensor according to an embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of a measuring unit 10.
【0016】測定部10は、2つの白金電極12、14
と2本の弗素樹脂パイプ16、18をエポキシ樹脂19
で固めて形成され、この下面が電解質溶液保持表面21
を形成している。そして、白金電極12、14の下面に
は、異なる導電性高分子膜からなる第1及び第2測定電
極20、22が形成されている。即ち、本実施例におい
ては、白金電極12の下面にはPPy/PVS(ポリビ
ニル硫酸イオンをドープしたポリピロール)膜からなる
第1測定電極20が、白金電極14の下面にはPPy/
Cl(塩化物イオンをドープしたポリピロール)膜から
なる第2測定電極22がそれぞれ形成されている。な
お、白金電極12、14はその下端のみを白金のディス
クで形成すればよい。また、導電性高分子膜は、電解重
合や化学重合によって形成される。The measuring unit 10 includes two platinum electrodes 12, 14
And two fluororesin pipes 16 and 18 with epoxy resin 19
Is formed by solidifying with the lower surface of the electrolyte solution holding surface 21.
Is formed. Then, the first and second measurement electrodes 20 and 22 made of different conductive polymer films are formed on the lower surfaces of the platinum electrodes 12 and 14, respectively. That is, in the present embodiment, the first measuring electrode 20 made of a PPy / PVS (polypyrrole sulfate ion-doped polypyrrole) film is formed on the lower surface of the platinum electrode 12, and PPy / is formed on the lower surface of the platinum electrode 14.
The second measurement electrodes 22 are each formed of a Cl (chloride ion-doped polypyrrole) film. The platinum electrodes 12 and 14 may be formed of platinum disks only at their lower ends. Further, the conductive polymer film is formed by electrolytic polymerization or chemical polymerization.
【0017】また、弗素樹脂パイプ16内には3M(mo
l/l )KCl(塩化カリウム)と3%寒天とで作製した
塩橋29が設けられ、この塩橋29の他端に銀−塩化銀
電極24が取り付けられることにより、参照電極26を
構成している。一般的には銀−塩化銀電極24及び塩化
物イオンを含む溶液全体を参照電極と呼ぶが、実質的に
同一であるため、本実施例では塩橋29の下端をそのま
ま参照電極26と呼んで動作等の説明を行う。一方、弗
素樹脂パイプ18は電解質溶液供給管18aを介して電
解質溶液供給部28に接続されており、この弗素樹脂パ
イプ18の下端から電解質溶液保持表面21に電解質溶
液が供給されるようになっている。電解質溶液供給部2
8は、例えば適当な定量ポンプと溶液タンクで構成され
る。従って、下端から電解質溶液保持表面21に電解質
溶液が供給されると、弗素樹脂パイプ18と塩橋29の
下面とが電気的に接続され、当該電解質溶液の参照電極
26に対する電位を検出することが可能となる。なお、
本実施例では、1MKCl水溶液を電解質溶液として用
いているが、この電解質溶液は測定対象物に応じて変更
するのがよく、測定対象物が非水溶性の場合は、水以外
の適当な溶媒を選択する。Further, 3M (mo
A salt bridge 29 made of 1 / l) KCl (potassium chloride) and 3% agar is provided, and a silver-silver chloride electrode 24 is attached to the other end of the salt bridge 29 to form a reference electrode 26. ing. Generally, the silver-silver chloride electrode 24 and the entire solution containing chloride ions are referred to as reference electrodes, but since they are substantially the same, the lower end of the salt bridge 29 is referred to as the reference electrode 26 as it is in this embodiment. The operation will be described. On the other hand, the fluororesin pipe 18 is connected to the electrolyte solution supply unit 28 via the electrolyte solution supply pipe 18a, and the electrolyte solution is supplied from the lower end of the fluororesin pipe 18 to the electrolyte solution holding surface 21. There is. Electrolyte solution supply unit 2
8 is composed of, for example, an appropriate metering pump and a solution tank. Therefore, when the electrolyte solution is supplied from the lower end to the electrolyte solution holding surface 21, the fluororesin pipe 18 and the lower surface of the salt bridge 29 are electrically connected, and the potential of the electrolyte solution with respect to the reference electrode 26 can be detected. It will be possible. In addition,
In this example, a 1 M KCl aqueous solution is used as the electrolyte solution, but this electrolyte solution may be changed according to the measurement object. When the measurement object is water-insoluble, a suitable solvent other than water is used. select.
【0018】電解質溶液供給部28は、所定量の電解質
溶液を供給した時点でその供給を停止し、ここを液密に
シールする。そして、電解質溶液は、第1及び第2測定
電極20及び22、2本の弗素樹脂パイプ16及び18
下面並びにエポキシ樹脂19の下面からなる電解質溶液
保持表面21にその表面張力で保持され、この表面が直
接気相に晒された部分である気体受容部23を構成す
る。The electrolyte solution supply unit 28 stops the supply of a predetermined amount of the electrolyte solution and seals it in a liquid-tight manner. The electrolyte solution is used as the first and second measurement electrodes 20 and 22, and two fluororesin pipes 16 and 18
The electrolyte solution holding surface 21 composed of the lower surface and the lower surface of the epoxy resin 19 is held by its surface tension, and this surface constitutes a gas receiving portion 23 which is a portion directly exposed to the gas phase.
【0019】また、銀−塩化銀電極24および白金電極
12、14は、増幅器30の参照電極入力端(re
f)、チャンネル1(ch1)、2(ch2)に接続さ
れている。そして、増幅器30は、参照電極26の電位
と、第1、第2測定電極20、22の電位を比較し、そ
の差の電圧を増幅して、記録計32に供給する。なお、
増幅器30には、低ノイズのDCアンプを採用すると共
に、300Hz〜1kHz以下の周波数信号を抽出する
フィルタが内蔵されている。The silver-silver chloride electrode 24 and the platinum electrodes 12 and 14 are connected to the reference electrode input terminal (re) of the amplifier 30.
f), channels 1 (ch1) and 2 (ch2). Then, the amplifier 30 compares the potential of the reference electrode 26 with the potentials of the first and second measurement electrodes 20 and 22, amplifies the difference voltage, and supplies it to the recorder 32. In addition,
The amplifier 30 employs a low-noise DC amplifier and incorporates a filter for extracting a frequency signal of 300 Hz to 1 kHz or less.
【0020】記録計32は、増幅器30から供給される
信号を記録する。さらに、制御部34は、所定時間毎ま
たは所定の操作者の入力に応じて、電解質溶液供給部2
8による電解質溶液の供給を制御する。なお、制御部3
4においては、記録計32で得た測定結果を解析し、後
述するような手法によって物質を特定する。The recorder 32 records the signal supplied from the amplifier 30. Further, the control unit 34 controls the electrolyte solution supply unit 2 at predetermined time intervals or in response to a predetermined operator input.
Control the supply of electrolyte solution by 8. The control unit 3
In 4, the measurement result obtained by the recorder 32 is analyzed, and the substance is specified by the method described later.
【0021】また、本実施例では、膜組成の相違する2
つの測定電極20、22を有している。そこで、この第
1及び第2測定電極20及び22を使用して同時測定す
ることにより、膜組成の違いによる応答の相違を知るこ
とができる。また、実際の測定に際しても、より好適な
測定電極20又は22の測定結果を利用して測定を行う
こともできる。In addition, in this embodiment, the difference in film composition is 2
It has two measuring electrodes 20, 22. Therefore, simultaneous measurement using the first and second measurement electrodes 20 and 22 makes it possible to know the difference in response due to the difference in film composition. Further, in actual measurement, it is also possible to perform the measurement by utilizing the more suitable measurement result of the measurement electrode 20 or 22.
【0022】[測定動作]上述の構成の気相センサを利
用した化学物質の検出について、図3に基づいて説明す
る。まず、電解質溶液供給部28より所定量の電解質溶
液を供給し、電解質溶液保持表面21に所定量の電解質
溶液を保持し、これによって気体受容部23を形成する
(S11)。[Measurement Operation] Detection of a chemical substance using the gas phase sensor having the above-described structure will be described with reference to FIG. First, a predetermined amount of electrolyte solution is supplied from the electrolyte solution supply unit 28, and a predetermined amount of electrolyte solution is held on the electrolyte solution holding surface 21, thereby forming the gas receiving unit 23 (S11).
【0023】次に、このような気体受容部23に、刺激
物質を含む空気を所定時間吹きかける(S12)。この
操作は、例えば、次のようにして行う。まず、所定の化
学物質を含む刺激液を100μl計り、脱臭したろ紙4
0(面積5cm2 )に滴下する。そして、このろ紙40
をパスツールピペット42内に収め、このパスツールピ
ペット42の後端を無臭のチューブ(図示せず)を介
し、ポンプ(図示せず)に接続する。Next, air containing a stimulating substance is blown onto the gas receiving portion 23 for a predetermined time (S12). This operation is performed as follows, for example. First, 100 μl of a stimulating solution containing a predetermined chemical substance was measured and deodorized filter paper 4
0 (area 5 cm 2 ). And this filter paper 40
Is placed in a Pasteur pipette 42, and the rear end of this Pasteur pipette 42 is connected to a pump (not shown) via an odorless tube (not shown).
【0024】この状態で、ポンプから空気を送ってろ紙
40から蒸発した刺激物質を気相センサの気体受容部2
3に吹きかける。この気体を吹きかける刺激時間は、1
〜20秒、流速90ml/min(風速約1.9m/s
ec)とした。刺激時間は制御部34で制御し、流速は
流量計でモニタし、制御部34でフィードバック制御す
るようにしている。また、ポンプとピペットの間には、
活性炭を収容した脱臭管およびシリカゲルを収容した脱
水管を配置し、ニオイや水蒸気を除去した空気を用い
る。In this state, air is sent from the pump to cause the stimulating substance evaporated from the filter paper 40 to pass through the gas receiving portion 2 of the gas phase sensor.
Sprinkle on 3. The stimulation time for blowing this gas is 1
~ 20 seconds, flow rate 90 ml / min (wind speed about 1.9 m / s
ec). The stimulation time is controlled by the control unit 34, the flow velocity is monitored by the flow meter, and the control unit 34 performs feedback control. Also, between the pump and the pipette,
A deodorizing pipe containing activated carbon and a dehydrating pipe containing silica gel are arranged, and air from which odor and water vapor are removed is used.
【0025】そして、測定電極20、22と参照電極2
6の電位差の経時変化を記録計において検出する(S1
3)。また、この検出結果は、制御部34に供給され、
制御部34が検出結果を解析して、化学物質を同定する
(S14)。化学物質同定の手法の一例は後述する。Then, the measurement electrodes 20 and 22 and the reference electrode 2
The change over time of the potential difference of 6 is detected by the recorder (S1
3). Further, the detection result is supplied to the control unit 34,
The control unit 34 analyzes the detection result to identify the chemical substance (S14). An example of the chemical substance identification method will be described later.
【0026】このようにして一回の測定が終了した場合
には、次に測定を行うか否かを判定し(S15)、行う
場合にはS11に戻り、電解質溶液を供給する。これに
よって電解質溶液保持表面21に保持されていた電解質
溶液が洗浄溶液として落下し、新しい電解質溶液が電解
質溶液保持表面21に保持され、気体受容部21が更新
される。従って、この気体センサにおいては、電解質溶
液の供給という動作で気体受容部23の更新が行われ、
容易に次の測定を行うことができる。なお、この例で
は、刺激物質が混入した空気を気体受容部23に吹きか
ける手法を用いたが、サンプリングした含む気体を吹き
かけることにより、気体中の化学物質の検出が行える。
また、気体センサを測定したい雰囲気に配置し、電解質
溶液を入れ替えることで、その雰囲気中の化学物質を随
時測定することができる。When one measurement is completed in this way, it is determined whether or not the next measurement is to be performed (S15), and if it is to be performed, the process returns to S11 to supply the electrolyte solution. As a result, the electrolyte solution held on the electrolyte solution holding surface 21 falls as a cleaning solution, a new electrolyte solution is held on the electrolyte solution holding surface 21, and the gas receiving portion 21 is renewed. Therefore, in this gas sensor, the gas receiving portion 23 is updated by the operation of supplying the electrolyte solution,
The following measurements can be easily performed. In this example, the method of blowing the air containing the stimulating substance to the gas receiving portion 23 is used, but the chemical substance in the gas can be detected by blowing the sampled gas.
Further, by placing the gas sensor in the atmosphere in which the measurement is desired and replacing the electrolyte solution, the chemical substance in the atmosphere can be measured at any time.
【0027】[実験結果]次に、実際の測定結果および
化学物質の同定について説明する。刺激液として、ケト
ン類、アルコール類、エステル類、アミド類、含硫化合
物のそれぞれ2種を用い、検出を行った。その応答を図
4に示す。ここで、縦軸は測定電極の電位、横軸は時間
を示す。また、刺激時間は3秒間で、測定電極としては
PPy/PVSからなる第1測定電極20を用いた。[Experimental Results] Next, actual measurement results and identification of chemical substances will be described. Detection was performed using two kinds each of ketones, alcohols, esters, amides, and sulfur-containing compounds as the stimulating liquid. The response is shown in FIG. Here, the vertical axis represents the potential of the measurement electrode and the horizontal axis represents time. The stimulation time was 3 seconds, and the first measurement electrode 20 made of PPy / PVS was used as the measurement electrode.
【0028】図4のように、すべての物質について電位
応答が得られた。しかも、物質により応答パターンが異
なっているので、予め各種物質についてパターンを計測
しておけば、被検査物質についてのパターンを予め持っ
ているパターンと比較することによって、化学物質を同
定することができる。As shown in FIG. 4, potential responses were obtained for all substances. Moreover, since the response pattern differs depending on the substance, if the patterns of various substances are measured in advance, the chemical substance can be identified by comparing the pattern of the substance to be inspected with the pre-existing pattern. .
【0029】また、化学構造の類似した物質(同一の
類)の時間経過の応答パターンは、それぞれ類似したパ
ターンになっているので、後述するような解析を行うこ
とによりある程度の物質の同定、例えばエタノールを与
えた場合にそれをアルコール類と同定できる程度の同定
が行えるようになる。即ち、本実施例に係る方法によれ
ば、少なくとも化合物の官能基の同定は可能である。Further, since the response patterns of the substances having the same chemical structure (the same kind) with the passage of time have the similar patterns, the identification of the substances to a certain extent, for example, by performing the analysis as described later, for example, When ethanol is given, it can be identified to the extent that it can be identified as alcohols. That is, according to the method of this example, at least the functional group of the compound can be identified.
【0030】更に、複数の化学物質が混合されていた場
合でも、所定のパターン認識により、複数の化学物質を
認識することができる。Further, even when a plurality of chemical substances are mixed, the plurality of chemical substances can be recognized by the predetermined pattern recognition.
【0031】このように、本実施例の化学物質の検出方
法によれば、気相中の化学物質を同定することができる
ため、例えばニオイ物質の同定が行える。As described above, according to the method for detecting a chemical substance of this embodiment, the chemical substance in the gas phase can be identified, so that, for example, the odorant can be identified.
【0032】[パターンの解析]上記したように、ニオ
イ物質の同定は、得られたニオイ物質のパターンと基準
物質のそれの間の相同性を見ることにより行うことがで
きる。このようなパターンマッチングは、数量化できれ
ば便利であり、判断も行いやすい。本実施例において
は、次に示す方法によりパターン相同性の数量化を機械
的に行うようにしている。[Analysis of Pattern] As described above, the odorant substance can be identified by observing the homology between the obtained odorant substance pattern and that of the reference substance. Such pattern matching is convenient if it can be quantified, and it is easy to make a judgment. In this embodiment, the pattern homology is mechanically quantified by the following method.
【0033】<基準物質とフィッティング関数>本実施
例においては、基準物質をエタノール、アセトン、酢酸
エチル及びジメチルホルムアミドとし、これらの経時変
化のパターンを作成し、これらのパターンに共通する因
子を考慮しながら以下に示すようなフィッティング関数
を設定した。従って、このフィッティング関数のパラメ
ータを適当に選ぶことにより、これら4種の物質のいず
れかのパターンを作成することができる(図5)。<Reference substance and fitting function> In this example, ethanol, acetone, ethyl acetate and dimethylformamide were used as the reference substances, and a pattern of their changes with time was created, and factors common to these patterns were considered. However, the following fitting function was set. Therefore, by appropriately selecting the parameters of this fitting function, it is possible to create a pattern of any of these four kinds of substances (FIG. 5).
【0034】[0034]
【数1】 実施例では更に、フィッティング関数設定の際に特定さ
れるパラメータ(これを以下第1パラメータという)を
解析用に加工して新たなパラメータ(これを第2パラメ
ータという)を作成し、これに基づいて化学物質間の類
似性を判断するようにしている(図6)。本実施例にお
いては、上記第1パラメータには相対的比較を要する因
子が含まれているため、それらを正規化して第2パラメ
ータを作成する。実施例において、第2パラメータはデ
ータベース(図6)に格納されている。[Equation 1] Further, in the embodiment, the parameter specified when setting the fitting function (hereinafter referred to as the first parameter) is processed for analysis to create a new parameter (hereinafter referred to as the second parameter), and based on this, We try to judge the similarity between chemical substances (Fig. 6). In the present embodiment, the first parameter includes factors that require relative comparison, so these are normalized to create the second parameter. In the example, the second parameter is stored in the database (FIG. 6).
【0035】<類似度の判断;クラスター分析>本実施
例において、類似度の判断は、以下に説明するクラスタ
ー分析により行われる。即ち、本実施例において特定さ
れる第2パラメータは5個であるため、5次元における
ユークリッド距離を算出してそれを類似度とみなす。具
体的に言えば、これらの距離が短いものほど類似度が高
いということになる。図7に示すように、この解析によ
れば酢酸エチルとジメチルホルムアミドの類似度は約7
であり、しかも最も類似している化学物質であることが
分かる。更に、アセトンは、酢酸エチル及びジメチルホ
ルムアミドのうちで近い方に対してその類似度が約7で
ある。エタノールはアセトン、酢酸エチルもしくはジメ
チルホルムアミドのうち一番近いものと類似度約11を
示す。<Judgment of Similarity; Cluster Analysis> In this embodiment, the judgment of similarity is performed by the cluster analysis described below. That is, since the number of the second parameters specified in this embodiment is five, the Euclidean distance in five dimensions is calculated and regarded as the similarity. Specifically, the shorter the distance, the higher the similarity. As shown in FIG. 7, the similarity between ethyl acetate and dimethylformamide was about 7 according to this analysis.
It can be seen that it is the most similar chemical substance. Furthermore, acetone has a similarity of about 7 to the closest of ethyl acetate and dimethylformamide. Ethanol shows a similarity of about 11 with the closest one among acetone, ethyl acetate or dimethylformamide.
【0036】ここで、本実施例においては、酢酸エチル
をエステル類の代表物質、ジメチルホルムアミドをアミ
ド類の代表物質、アセトンをケトンの代表物質、エタノ
ールをアルコールの代表物質として選んでいる。そし
て、図7の結果を見る限りでは、エステルとアミドが類
似度が一番高く、エステルもしくはアミドは、アルコー
ルよりもケトンに類似しているというような一般化がで
きそうである。これは、化学物質の有する官能基の種類
に応じた分類を行うことができるということを示唆す
る。In this embodiment, ethyl acetate is selected as a representative substance of esters, dimethylformamide as a representative substance of amides, acetone as a representative substance of ketones, and ethanol as a representative substance of alcohols. From the results shown in FIG. 7, it can be generalized that the ester and the amide have the highest similarity, and the ester or the amide is more similar to the ketone than the alcohol. This suggests that classification can be performed according to the type of functional group that the chemical substance has.
【0037】本実施例においては、パラメータ間の距離
の算出方法(測定方法)としてユークリッド距離による
算出方法を採用しているが、該算出方法はこれに限られ
るものではなく、この他にも、平方ユークリッド距離、
チェビシェフ距離、または、1−相関係数による算出方
法を採用することもできる。In the present embodiment, the Euclidean distance calculation method is adopted as the calculation method (measurement method) of the distance between the parameters, but the calculation method is not limited to this, and in addition to this, Squared Euclidean distance,
A Chebyshev distance or a 1-correlation coefficient calculation method can also be used.
【0038】<化学物質の同定例>次に、図8を参照し
ながら測定対象の物質Aを同定する場合の例を示す。実
施例において、物質Aとしては2−ヘプタノンを用いて
いる。この物質Aのパラメータを算出し、各基準物質
(エタノール、アセトン、酢酸エチル、ジメチルホルム
アミド)のパラメータとの間のユークリッド距離を求め
ると、アセトンに対しては約2.8という値が得られ、
他の基準物質に対してはそれよりも大きい値が得られ
る。従って、物質Aは各基準物質の中でもアセトンに最
も類似している化合物であるということが分かり、しか
もアセトンに対する類似度は約2.8ということにな
る。この結果からは、物質Aはアセトンに類似している
物質であるということしか分からず、その具体的な化学
構造は判定できないが、少なくともそれがケトンである
ということは推定できる。この場合において、物質Aは
実際には2−ヘプタノンであるため、この推測は正しい
ことになる。なお、群[アセトン、物質A]と群[酢酸
エチル、ジメチルホルムアミド]の要素間で最も近いも
どうしの類似度は約7であることも分かるため、このこ
とも考慮して物質Aの化学構造の判定に役立てるのも有
効である。<Example of Identification of Chemical Substance> Next, an example of identifying the substance A to be measured will be described with reference to FIG. In the examples, 2-heptanone is used as the substance A. When the Euclidean distance between the parameters of the substance A and the parameters of the reference substances (ethanol, acetone, ethyl acetate, dimethylformamide) was calculated, a value of about 2.8 was obtained for acetone,
Greater values are obtained for other reference substances. Therefore, it can be seen that the substance A is the compound most similar to acetone among the reference substances, and the similarity to acetone is about 2.8. From this result, it is only known that the substance A is a substance similar to acetone, and its specific chemical structure cannot be determined, but at least it can be inferred that it is a ketone. In this case, substance A is actually 2-heptanone, so this conjecture is correct. It is also understood that the closest similarity between the elements of the group [acetone, substance A] and the group [ethyl acetate, dimethylformamide] is about 7. Therefore, taking this fact into consideration, the chemical structure of substance A is also taken into consideration. It is also effective to use for the judgment of.
【0039】同定例2として物質Bにジメチルアセトア
ミドを使用した場合には(図9)、この物質Bはジメチ
ルホルムアミドに一番近い物質(類似度約1)と判定さ
れる。即ち、物質Bのパラメータはジメチルホルムアミ
ドのそれに一番近く、しかもそのユークリッド距離は約
1なのである。When dimethylacetamide is used as the substance B as identification example 2 (FIG. 9), this substance B is judged to be the substance closest to dimethylformamide (similarity about 1). That is, the parameter of substance B is the closest to that of dimethylformamide, and its Euclidean distance is about 1.
【0040】<データベースの更新>データベースは更
新することが可能である。例えば、アルコールとしてエ
タノールの他に1−プロパノール、ケトンとしてアセト
ンの他に2−ヘプタノン、エステルとして酢酸エチルの
他に酢酸イソアミル、アミドとしてジメチルホルムアミ
ドの他にジメチルアセトアミドをデータとして加えるこ
とができる。ここで、エタノールと1−プロパノールを
データとして追加した場合には、測定対象の物質がアル
コールであろうという同定の他に、エタノールあるいは
1−プロパノールのいずれに近いのかということの同定
までができることになる。例えば、測定対象の物質がメ
タノールであった場合には、1−プロパノールよりもエ
タノールに近いものとして同定され、1−ブタノールを
測定した場合には、エタノールよりは1−プロパノール
に近いものとして同定される。このようにして、データ
を追加してデータベースの更新を行うことにより、より
細分化された化学物質の同定を行うことができるように
なる。<Update of Database> The database can be updated. For example, 1-propanol can be added as the alcohol in addition to ethanol, 2-heptanone as the ketone in addition to acetone, isoamyl acetate as the ester in addition to ethyl acetate, and dimethylacetamide as the amide in addition to dimethylformamide. Here, when ethanol and 1-propanol are added as data, in addition to the identification that the substance to be measured is alcohol, it is possible to identify whether it is closer to ethanol or 1-propanol. Become. For example, when the substance to be measured was methanol, it was identified as closer to ethanol than 1-propanol, and when 1-butanol was measured, it was identified as closer to 1-propanol than ethanol. It In this way, by adding data and updating the database, it becomes possible to identify more finely divided chemical substances.
【0041】[電極の膜組成の相違と応答パターンの相
違]図11に、同じ物質(この場合は、2−ヘプタノン
とエタノール)に対する2種類の測定電極(PPy/P
VS、PPy/Cl)20、22の応答パターンを示
す。[Difference in Electrode Film Composition and Difference in Response Pattern] FIG. 11 shows two types of measurement electrodes (PPy / P) for the same substance (in this case, 2-heptanone and ethanol).
The response pattern of VS, PPy / Cl) 20, 22 is shown.
【0042】図から明らかなように、2−ヘプタノンで
は、PPy/PVSでは、正の方向への応答であるが、
PPy/Cl膜では、顕著な応答を示さなかった。ま
た、エタノールについては、PPy/PVS膜では正方
向の応答が見られるが、PPy/Clでは負の方向の応
答になっている。As is apparent from the figure, in 2-heptanone, in PPy / PVS, the response is in the positive direction.
The PPy / Cl film showed no significant response. Regarding ethanol, the PPy / PVS film shows a positive response, while PPy / Cl shows a negative response.
【0043】このように、測定電極の種類、すなわち電
解重合膜の種類を変更することで、同一の化学物質につ
いて異なる応答が得られる。この応答性の違いは、電解
重合膜の物理化学的性質の違いを反映していると考えら
れる。電解重合膜は、ドープするイオンに応じて異なる
物理化学的性質を持つので、更に多種類の膜の応答特性
を予め調べておき、それら複数の測定電極を備えた気相
センサを用いることにより、化学物質同定の精度を高め
ることができる。更に、複数の化学物質が混在した場合
の解析、同定も容易になる。As described above, by changing the kind of the measuring electrode, that is, the kind of the electrolytically polymerized film, different responses can be obtained for the same chemical substance. It is considered that this difference in responsiveness reflects the difference in physicochemical properties of the electropolymerized film. Electropolymerized membranes have different physicochemical properties depending on the ions to be doped, so the response characteristics of more types of membranes should be investigated in advance, and by using a gas phase sensor equipped with these multiple measurement electrodes, The accuracy of chemical substance identification can be improved. Furthermore, the analysis and identification when a plurality of chemical substances are mixed becomes easy.
【0044】[各種物質の応答量]各種物質により、応
答パターンが異なるだけでなく、ピーク時の電位変化量
も異なっている。従って、ピーク時の電位変化量も、応
答パターンと同様に物質同定のパラメータとなる。本明
細書では、ピーク時の電位変化量を「応答量」として表
現する。[Response Amount of Various Substances] Not only the response pattern differs depending on the various substances, but also the amount of potential change at the peak differs. Therefore, the amount of potential change at the peak also serves as a parameter for identifying a substance, like the response pattern. In the present specification, the potential change amount at the peak is expressed as “response amount”.
【0045】各種物質についての応答量について、図1
2に示す。このように物質によって応答量が異なるた
め、これを用いて、化学物質の検出が行える。FIG. 1 shows the response amounts of various substances.
2 shows. Since the amount of response varies depending on the substance in this way, the chemical substance can be detected using this.
【0046】更に、図13に、炭素数の異なる各種アル
コールについての応答量を示す。このように、炭素数の
少ないアルコールほど応答量が大きくなる。これは、電
解質溶液への溶け込み易さを反映していると考えられ
る。そこで、電解質溶液の組成を変更することで、炭素
数(あるいは分子量)の大きな化学物質にも対応が可能
と考えられる。例えば、疎水性物質が溶解するような溶
媒を用いることで炭素数の大きな物質が溶解しやすくな
るため、これを検出しやすくなると考えられる。Further, FIG. 13 shows response amounts for various alcohols having different carbon numbers. In this way, the response amount increases as the alcohol number decreases. This is considered to reflect the ease of dissolution into the electrolyte solution. Therefore, by changing the composition of the electrolyte solution, it is considered possible to deal with chemical substances having a large carbon number (or molecular weight). For example, by using a solvent that dissolves a hydrophobic substance, a substance having a large number of carbon atoms is likely to be dissolved, and it is considered that this can be easily detected.
【0047】また、図14にエタノールを純水で希釈し
た溶液100μlを刺激液として行った測定結果を示
す。縦軸は応答の最大量、横軸はエタノールの希釈倍率
を対数で示している。この測定結果から分かるように、
本実施例のセンサは濃度にほぼ比例した応答を示す。従
って、この性質を利用して物質を定量することもできる
ことが分かる。Further, FIG. 14 shows the measurement results obtained by using 100 μl of a solution prepared by diluting ethanol with pure water as a stimulating liquid. The vertical axis represents the maximum amount of response, and the horizontal axis represents the dilution ratio of ethanol in logarithm. As you can see from this measurement result,
The sensor of this example exhibits a response that is approximately proportional to the concentration. Therefore, it is understood that the substance can be quantified by utilizing this property.
【0048】ここで、この図12〜14の電位変化の測
定はすべて、PPy/PVSからなる第1測定電極20
の測定結果である。Here, the measurement of the potential change in FIGS. 12 to 14 is performed by the first measuring electrode 20 made of PPy / PVS.
Is the measurement result.
【0049】[測定電極の作製]次に、測定電極20、
22における電解重合膜の作製について、図15に基づ
いて説明する。容器50内に所望のモノマー溶液51を
収容し、この内部に電解重合膜を作成したい作用電極5
2(例えば白金電極)および対極54(対電極)を挿入
配置する。ここで、作用電極52は円柱状、対極54は
この作用電極52を取り囲む一部開口の中空円筒状に形
成されている。また、モノマー溶液51内は、塩橋57
を介し、参照電極56に接続されている。そして、作用
電極52、対極54及び参照電極56は、電源58に接
続されている。なお、容器50内には、窒素ガスが導入
されるようになっている。[Preparation of Measurement Electrode] Next, the measurement electrode 20,
The production of the electropolymerized film in No. 22 will be described based on FIG. Working electrode 5 in which a desired monomer solution 51 is housed in a container 50 and an electrolytic polymerized film is to be formed therein
2 (for example, a platinum electrode) and a counter electrode 54 (counter electrode) are inserted and arranged. Here, the working electrode 52 is formed in a cylindrical shape, and the counter electrode 54 is formed in a hollow cylindrical shape with a partial opening surrounding the working electrode 52. In addition, in the monomer solution 51, the salt bridge 57
It is connected to the reference electrode 56 via. The working electrode 52, the counter electrode 54, and the reference electrode 56 are connected to the power source 58. It should be noted that nitrogen gas is introduced into the container 50.
【0050】そして、電解重合膜を形成する場合には、
まず窒素ガスによりモノマー溶液51を撹拌して、溶存
酸素を除去する。次に、電源58より、作用電極52を
参照電極56に対し一定の電位に維持しつつ、作用電極
を+極、対極を−極として所望の電流を流し、作用電極
52の表面に電解重合膜60を形成する。ここで、電圧
の印加方法としては、作用電極52−参照電極56間が
所望の一定の電位になるように作用電極52−対電極5
4間の電位を制御する定電位法と、作用電極52−参照
電極56間が所望の一定の電位になるような所望の一定
の電流を作用電極52−対電極54間に流す定電流法が
ある。When forming an electrolytically polymerized film,
First, the monomer solution 51 is stirred with nitrogen gas to remove dissolved oxygen. Next, while maintaining the working electrode 52 at a constant potential with respect to the reference electrode 56 from the power source 58, a desired current is caused to flow by using the working electrode as a positive electrode and the counter electrode as a negative electrode, and the electrolytic polymerized film is formed on the surface of the working electrode 52. Form 60. Here, as a method of applying a voltage, the working electrode 52 and the counter electrode 5 are set so that the working electrode 52 and the reference electrode 56 have a desired constant potential.
A constant potential method for controlling the potential between the four electrodes and a constant current method for flowing a desired constant current between the working electrode 52 and the reference electrode 56 between the working electrode 52 and the counter electrode 54. is there.
【0051】このようにして、作用電極52の電位を参
照電極56に対し所定電位(例えば0.6V)以上とす
ることで活性化したモノマーは、ポリマーを形成して作
用電極52上に析出する。そして、このポリマーは導電
性であるため、電位を印加し続けるとこの上に新しいポ
リマーが積層され、電流量に見合った厚さの電解重合膜
60が形成される。In this way, the monomer activated by setting the potential of the working electrode 52 to a predetermined potential (eg, 0.6 V) or more with respect to the reference electrode 56 forms a polymer and deposits on the working electrode 52. . Since this polymer is electrically conductive, when a potential is continuously applied, a new polymer is laminated on this, and an electrolytic polymerized film 60 having a thickness corresponding to the amount of current is formed.
【0052】ここで、本実施例において使用した電解重
合膜の作製条件を示す。The conditions for producing the electrolytically polymerized film used in this example are shown below.
【0053】・モノマー溶液:電解重合膜PPy/PV
Sの場合 0.1Mピロール+0.1Mポリビニル硫酸カリウム(PVS
K)の水溶液 電解重合膜PPy/Clの場合 0.1Mピロール+0.1MKClの水溶液 ・電極:作用電極(+) 直径1mmの白金ディスク
(面積0.00785cm2 )対電極(−) 白金板 ・電解条件:定電流電解2.5mA/cm2 ・電気量:例えば、次のような膜厚のものを得ることが
でき、これを用いて実験を行ったところ、感度は膜厚が
薄い方が良いが、測定電位の安定性が悪くなった。そし
て、0.25〜2.5C/cm2 程度が好ましいことが
分かった。Monomer solution: electrolytically polymerized film PPy / PV
In the case of S, 0.1M pyrrole + 0.1M potassium polyvinylsulfate (PVS
Aqueous solution of K) Electrolytic polymerized film PPy / Cl 0.1M pyrrole + 0.1MKCl aqueous solution Electrode: Working electrode (+) Platinum disk with a diameter of 1 mm
(Area 0.00785 cm 2 ) Counter electrode (−) Platinum plate ・ Electrolysis conditions: Constant current electrolysis 2.5 mA / cm 2・ Amount of electricity: For example, the following film thickness can be obtained and used. When an experiment was conducted, the sensitivity was better when the film thickness was thinner, but the stability of the measured potential became worse. And it turned out that about 0.25-2.5 C / cm < 2 > is preferable.
【0054】膜厚1(0.25C/cm2 ,通電時間1
分40秒) 膜厚2(1.0C/cm2 ,通電時間6分40秒) 膜厚3(2.5C/cm2 ,通電時間16分40秒) 膜厚4(105C/cm2 ,通電時間66分40秒) このようにして、ピロールがポリピロールになるときに
モノマー溶液中のアニオン(PVS- やCl- )を取り
込む。そして、このアニオンの存在により、バイポーラ
ロンが安定状態で存在するため、電解重合膜が導電性を
有する。なお、電解重合膜の物理的性質はアニオンの種
類によって異なる。Film thickness 1 (0.25 C / cm 2 , energization time 1
Minute 40 seconds) Film thickness 2 (1.0 C / cm 2 , energization time 6 minutes 40 seconds) Film thickness 3 (2.5 C / cm 2 , energization time 16 minutes 40 seconds) Film thickness 4 (105 C / cm 2 , energization In this way, anions (PVS − and Cl − ) in the monomer solution are taken in when the pyrrole becomes polypyrrole. Then, due to the presence of this anion, the bipolaron exists in a stable state, so that the electropolymerized film has conductivity. The physical properties of the electrolytically polymerized film differ depending on the type of anion.
【0055】なお、ポリピロールを利用することによっ
て、次のような利点が得られる。 1.電解重合によって簡便に成膜することが可能であ
る。 2.導電性薄膜として電極上に固定することが可能であ
る。 3.膜厚は電気化学的に制御することが可能である。 4.ドーパントの置換が容易であり、測定対象に応じて
ドーパントを選択することが可能である。 ここで、電解重合膜を形成するモノマーとしては、ピロ
ールの他、チオフェンやその誘導体を利用でき、支持電
解質としては塩化カリウムの他、パラトルエンスルホン
酸ナトリウム(TsONa)や硝酸4級アルキルアンモ
ニウム(R4 NNO3 )等が利用でき、また溶媒として
は、水の他、アセトニトリル、プロピレンカーボネート
等が利用可能である。By using polypyrrole, the following advantages can be obtained. 1. It is possible to easily form a film by electrolytic polymerization. 2. It can be fixed on the electrode as a conductive thin film. 3. The film thickness can be controlled electrochemically. 4. Substitution of the dopant is easy, and the dopant can be selected according to the measurement target. Here, thiophene and its derivatives can be used as the monomer for forming the electropolymerized film, and potassium chloride, sodium paratoluenesulfonate (TsONa), and quaternary alkylammonium nitrate (R) can be used as the supporting electrolyte. 4 NNO 3 ) or the like can be used, and as the solvent, acetonitrile, propylene carbonate or the like can be used in addition to water.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の化学物質
の検出方法によれば、単一の測定部による検出パターン
から化学物質を同定することができる。さらに、電解質
溶液を更新することで、繰り返し測定を行うことができ
る。As described above, according to the method for detecting a chemical substance of the present invention, the chemical substance can be identified from the detection pattern by the single measuring section. Furthermore, renewing the electrolyte solution enables repeated measurement.
【図1】本発明に好適な気相センサの構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a gas phase sensor suitable for the present invention.
【図2】測定部10の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a measuring unit 10.
【図3】本発明の測定動作を示すフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart showing a measurement operation of the present invention.
【図4】各種物質の応答パターンを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing response patterns of various substances.
【図5】各種基準物質のパラメータをフィッティング関
数に代入したときのフィッティング結果を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a fitting result when parameters of various reference substances are substituted into a fitting function.
【図6】パラメータを格納したデータベースの内容を示
す図である。FIG. 6 is a diagram showing contents of a database storing parameters.
【図7】クラスター分析による基準物質の分類例を示す
図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of classification of reference substances by cluster analysis.
【図8】クラスター分析による同定例1(化学物質Aの
同定を行った例)を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an identification example 1 (an example in which a chemical substance A is identified) by cluster analysis.
【図9】クラスター分析による同定例2(化学物質Bの
同定を行った例)を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an identification example 2 by cluster analysis (an example in which a chemical substance B is identified).
【図10】データベースの更新(データの追加による更
新)を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining updating of a database (updating by adding data).
【図11】測定電極の種類を変更した場合の応答パター
ンを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a response pattern when the type of measurement electrode is changed.
【図12】各種物質の応答量を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing response amounts of various substances.
【図13】各種アルコールの応答量を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing response amounts of various alcohols.
【図14】エタノールの濃度と応答量の関係を示す図で
ある。FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the concentration of ethanol and the response amount.
【図15】電解重合膜の作成を説明するための図であ
る。FIG. 15 is a diagram for explaining the production of an electropolymerized film.
10 測定部 20 第1測定電極 21 電解質溶液保持表面 22 第2測定電極 23 気体受容部 28 電解質溶液供給部 32 記録計 34 制御部 10 Measuring Section 20 First Measuring Electrode 21 Electrolyte Solution Holding Surface 22 Second Measuring Electrode 23 Gas Receptor 28 Electrolyte Solution Supplying Section 32 Recorder 34 Control Section
Claims (3)
溶液を電極の周囲に保持する工程と、 気相中の化学物質を電解質溶液中に拡散させる工程と、 この電解質溶液中に存在する電極における電気的状態を
上記化学物質の拡散及び電極への吸着に基づく経時変化
として検出する工程と、 を有し、 検出された経時変化に基づき気相中の化学物質を検出す
ることを特徴とする化学物質の検出方法。1. A step of holding an electrolyte solution having a surface in direct contact with a gas phase around an electrode, a step of diffusing a chemical substance in the gas phase into the electrolyte solution, and an electrode existing in the electrolyte solution. And detecting the electrical state of the chemical substance as a temporal change based on the diffusion of the chemical substance and the adsorption to the electrode. The chemical substance in the gas phase is detected based on the detected temporal change. Method of detecting chemical substances.
をその表面張力を利用して保持するものであり、 電解質溶液供給源から電解質溶液を供給することによっ
て新たな電解質溶液を保持させることにより、前記電極
の周囲に保持された電解質溶液を更新し、検出を繰り返
し行うことを特徴とする化学物質の検出方法。2. The detection method according to claim 1, wherein the step of holding the electrolyte solution around the electrode holds the electrolyte solution by utilizing its surface tension, and the electrolyte solution is supplied from the electrolyte solution supply source. A method for detecting a chemical substance, characterized in that a new electrolyte solution is retained by being supplied to update the electrolyte solution retained around the electrode, and detection is repeated.
であって、 (1)気相と直接接触する表面を有する電解質溶液を電
極の周囲に保持する工程と、 (2)基準物質として選ばれた化学物質から所定のフィ
ッティング関数およびパラメータを得る工程であって、 基準物質として選ばれた化学物質を電解質溶液中に拡散
させる工程と、 この電解質溶液中に存在する電極における電気的状態を
上記化学物質の拡散及び電極への吸着に基づく経時変化
として検出し、電気的状態の経時変化のパターンを形成
する工程と、 このパターンに基づいてフィッティング関数を設定し、
このフィッティング関数に対する各基準物質のパラメー
タを求める工程と、 を含む工程と、 (3)測定対象の化学物質から所定のパラメータを得る
工程であって、 測定対象化学物質を電解質溶液中に拡散させる工程と、 この電解質溶液中に存在する電極における電気的状態を
上記化学物質の拡散及び電極への吸着に基づく経時変化
として検出し、前記フィッティング関数に対する測定対
象物質のパラメータを作成する工程と、 を含む工程と、 (4)前記基準物質の各種パラメータと測定対象物質の
パラメータの間の距離を算出し、この距離が最小となる
基準物質が測定対象物質に最も類似していると判定する
工程と、 を含むことを特徴とする化学物質の同定方法。3. A method for identifying a chemical substance contained in a gas phase, comprising: (1) holding an electrolyte solution having a surface in direct contact with the gas phase around an electrode; and (2) as a reference substance. The step of obtaining the predetermined fitting function and parameters from the selected chemical substance, the step of diffusing the chemical substance selected as the reference substance into the electrolyte solution, and the electrical state at the electrodes present in this electrolyte solution Detecting as a change over time based on the diffusion of the chemical substance and adsorption to the electrode, forming a pattern of change over time of the electrical state, and setting a fitting function based on this pattern,
A step of obtaining a parameter of each reference substance with respect to this fitting function, a step including: (3) a step of obtaining a predetermined parameter from the chemical substance to be measured, the step of diffusing the chemical substance to be measured into an electrolyte solution And a step of detecting an electrical state at an electrode present in the electrolyte solution as a change over time due to diffusion of the chemical substance and adsorption to the electrode, and creating a parameter of a substance to be measured with respect to the fitting function, And (4) calculating distances between various parameters of the reference substance and parameters of the measurement target substance, and determining that the reference substance having the smallest distance is the most similar to the measurement target substance, A method for identifying a chemical substance, which comprises:
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6148013A JPH07134116A (en) | 1993-09-14 | 1994-06-29 | Chemical substance detecting method |
US08/305,157 US5496451A (en) | 1993-09-14 | 1994-09-13 | Method for detecting chemical substances |
US08/551,865 US5545299A (en) | 1993-09-13 | 1995-11-21 | Vapor phase sensor |
US08/650,404 US5770038A (en) | 1994-06-29 | 1996-05-20 | Method for detecting chemical substances |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22861193 | 1993-09-14 | ||
JP5-228611 | 1993-09-14 | ||
JP6148013A JPH07134116A (en) | 1993-09-14 | 1994-06-29 | Chemical substance detecting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07134116A true JPH07134116A (en) | 1995-05-23 |
Family
ID=26478380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6148013A Pending JPH07134116A (en) | 1993-09-13 | 1994-06-29 | Chemical substance detecting method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07134116A (en) |
-
1994
- 1994-06-29 JP JP6148013A patent/JPH07134116A/en active Pending
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