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公開番号2024134699
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023045029
出願日2023-03-22
発明の名称ケミカルセンサシステム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類G01N 27/00 20060101AFI20240927BHJP(測定;試験)
要約【課題】標的物質の検出感度を向上させることができるケミカルセンサシステムの提供。
【解決手段】ケミカルセンサシステムは、センサ素子と、前記センサ素子の表面に位置するプローブ分子とを有するケミカルセンサと、検体雰囲気の捕集部と、前記検体雰囲気よりも高湿度の加湿空気を生成する加湿装置と、前記捕集部、前記加湿装置、及び前記ケミカルセンサと接続され、前記検体雰囲気を前記センサ素子の前記表面に供給する状態と、前記加湿空気を前記センサ素子の前記表面に供給する状態とを切り替える切替機構と、前記センサ素子を冷却する冷却機構と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
センサ素子と、前記センサ素子の表面に位置するプローブ分子とを有するケミカルセンサと、
検体雰囲気の捕集部と、
前記検体雰囲気よりも高湿度の加湿流体を生成する加湿装置と、
前記捕集部、前記加湿装置、及び前記ケミカルセンサと接続され、前記検体雰囲気を前記センサ素子の前記表面に供給する状態と、前記加湿流体を前記センサ素子の前記表面に供給する状態とを切り替える切替機構と、
前記センサ素子を冷却する冷却機構と、
を備えるケミカルセンサシステム。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記冷却機構は、冷却水が流れる冷却配管を有する請求項１に記載のケミカルセンサシステム。
【請求項３】
少なくとも一部が前記冷却配管内に位置する非分極性電極を有する、請求項２に記載のケミカルセンサシステム。
【請求項４】
前記冷却配管内を、塩素イオンを含む前記冷却水が流れ、
前記非分極性電極が、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極である請求項３に記載のケミカルセンサシステム。
【請求項５】
前記冷却機構は、ペルチェ素子を有する請求項１に記載のケミカルセンサシステム。
【請求項６】
前記ペルチェ素子の表面に接する蓄冷体を有する請求項５に記載のケミカルセンサシステム。
【請求項７】
前記蓄冷体は、電位固定可能である請求項６に記載のケミカルセンサシステム。
【請求項８】
前記センサ素子の前記表面は、グラフェンを含む請求項１～７のいずれか１つに記載のケミカルセンサシステム。
【請求項９】
前記プローブ分子は、少なくとも、たんぱく質、ペプチド、抗体、ＤＮＡアプタマー、又はこれらの誘導体生体分子のいずれか１つを含む請求項１～７のいずれか１つに記載のケミカルセンサシステム。
【請求項１０】
前記捕集部と前記切替機構との間をつなぐ配管と、
前記加湿装置と前記切替機構との間をつなぐ配管と、
前記ケミカルセンサと前記切替機構との間をつなぐ配管と、
を備える請求項１～７のいずれか１つに記載のケミカルセンサシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ケミカルセンサシステムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
標的物質を気相中で検出するケミカルセンサにおいて、感度の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１６８６６３号公報
特開２０２１－０３１３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、標的物質の検出感度を向上させることができるケミカルセンサシステムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、ケミカルセンサシステムは、センサ素子と、前記センサ素子の表面に位置するプローブ分子とを有するケミカルセンサと、検体雰囲気の捕集部と、前記検体雰囲気よりも高湿度の加湿流体を生成する加湿装置と、前記捕集部、前記加湿装置、及び前記ケミカルセンサと接続され、前記検体雰囲気を前記センサ素子の前記表面に供給する状態と、前記加湿流体を前記センサ素子の前記表面に供給する状態とを切り替える切替機構と、前記センサ素子を冷却する冷却機構と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態のケミカルセンサシステムの構成を示す概略図である。
（ａ）は実施形態のセンサ素子の模式図であり、（ｂ）はセンサ素子の表面の模式図である。
実施形態のケミカルセンサ及び冷却機構の模式図である。
実施形態の冷却機構の他の例を示す模式図である。
実験結果を示す図である。
実験結果を示す図である。
実験結果を示す図である。
実験結果を示す図である。
実験結果を示す図である。
実験結果を示す図である。
実験結果を示す図である。
実験結果を示す図である。
実験で用いたケミカルセンサシステムの構成を示す概略図である。
実験で用いたケミカルセンサシステムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ構成には同じ符号を付している。
【０００８】
図１に示すように、実施形態のケミカルセンサシステム１は、検体雰囲気が取り込まれる第１捕集部１０１と、ケミカルセンサ１０とを備える。また、ケミカルセンサシステム１は、第１捕集部１０１から取り込まれた検体雰囲気をケミカルセンサ１０に供給するための機構として、例えば、第１配管１０２と、排気配管１０５と、排気装置１２０とを備えることができる。検体雰囲気は、例えば、空気である。
【０００９】
第１配管１０２は、第１捕集部１０１とケミカルセンサ１０との間に接続されている。ケミカルセンサ１０は、第１配管１０２と排気配管１０５との間に接続されている。排気装置１２０は、排気配管１０５に接続されている。排気装置１２０は、例えば、ファンである。第１捕集部１０１は、第１配管１０２の外部に開口した第１捕集口１０１ａを有する。排気装置１２０を駆動することで、第１捕集口１０１ａから、第１配管１０２及びケミカルセンサ１０を通って、排気配管１０５までの気体の流れが形成される。排気装置１２０はエアポンプであってもかまわない。
【００１０】
ケミカルセンサ１０は、図２（ａ）に示すセンサ素子３１を有する。センサ素子３１は、例えば、ＧＦＥＴ（graphene field effect transistor）構造を有し、センサ素子３１の表面３１ａはグラフェンを含む。例えば、センサ素子３１は、基板３７と、基板３７上に支持されたグラフェン３２と、第１電極３５と、第２電極３６とを有することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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