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公開番号2025087294
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201853
出願日2023-11-29
発明の名称化学センサ、化学センサの再生方法
出願人国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 27/38 20060101AFI20250603BHJP(測定;試験)
要約【課題】連続的に使用でき環境モニタリングに適用できる化学センサ及び化学センサの再生方法を提供する。
【解決手段】測定対象物質110を含む試料溶液120を流す流路2と、前記流路2内に配置されるセンサ部3と、前記流路2内にて、互いに離間して配置された第1電極4および第2電極5と、前記第1電極4と前記第2電極5に電圧を印加する電圧印加手段7と、前記第1電極4に付着した測定対象物質110を検出する検出手段8と、を備える、化学センサ1。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
測定対象物質を含む試料溶液を流す流路と、
前記流路内に配置されるセンサ部と、
前記流路内にて、互いに離間して配置された第１電極および第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第１電極に付着した測定対象物質を検出する検出手段と、を備える、化学センサ。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記センサ部は、前記第１電極または前記第２電極である、請求項１に記載の化学センサ。
【請求項３】
前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを検出するｐＨ検出部を備える、請求項１に記載の化学センサ。
【請求項４】
前記流路内にて、前記センサ部と離間して配置された参照電極を備え、前記電圧印加手段は前記センサ部と前記参照電極に電圧を印加する、請求項１に記載の化学センサ。
【請求項５】
前記第１電極は、導電性ダイヤモンド電極である、請求項１に記載の化学センサ。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１項に記載の化学センサの再生方法であって、
前記電圧印加手段により、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加し、前記流路内において、前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを制御する、化学センサの再生方法。
【請求項７】
前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを８以上１４以下に制御する、請求項６に記載の化学センサの再生方法。
【請求項８】
前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを１以上６以下に制御する、請求項６に記載の化学センサの再生方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学センサ、および化学センサの再生方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、産業活動や日常生活において、多種多様な化学物質が利用されている。化学物質の中には、その製造、流通、使用、廃棄・リサイクル等の各段階において適切な管理が行われない場合には、環境汚染を引き起こし、人の健康や生態系に有害な影響を及ぼすものがある。また、環境の中で分解されにくく、生物中に蓄積され、長距離を移動して広範な環境汚染を引き起こすことがある残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ、ＰｅｒｓｉｓｔｅｎｔＯｒｇａｎｉｃＰｏｌｌｕｔａｎｔｓ）がある。これらの物質は汚染防止の対象となっており、国際的に協調して廃絶・削除することが求められている。
【０００３】
環境への化学物質の排出規制は、益々厳しくなっている。しかしながら、実環境下において、生態や環境への化学物質の影響について正しく理解することが難しい。そのような状況の中で、慢性的な化学物質の影響を評価することは難しい。そこで、工場等の排出源や、河川や水道等の生活環境中の化学物質を常時モニタリングすることが求められている。
【０００４】
環境モニタリングを行う方法としては、例えば、気体熱伝導式ガスセンサ等の物理センサを用いる方法や、高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ－ＭＳ）等の化学センサを用いる方法が知られている。
【０００５】
従来の物理センサを用いる方法や、化学センサを用いる方法は、設備が大型で高価であるばかりではなく、測定対象の化学物質の前処理が必要であるため、環境モニタリングには適していなかった。そこで、本発明者等は、環境モニタリングを行う方法として、設備が小型で安価な化学センサを連続的に用いる方法を検討している。化学センサとして電気化学センサを用いて環境モニタリングを行う方法としては、例えば、アノーディックストリッピングボルタンメトリーによる重金属測定が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１０－２７１２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、化学センサは、電極表面に汚れが付きやすく、その汚れによって性能が低下するという課題があった。そのため、化学センサでは、電極表面に付いた汚れを除去するために洗浄操作が必要である。化学センサは、前記の洗浄操作を行うために、連続的に使用することが難しかった。化学センサを再生するためには、送液ポンプやバルブを用いて、化学センサ内に、再生液（酸やアルカリ等）を送液する必要があった。このような方法は、化学センサの複雑化や大型化を助長するとともに、試薬の消耗（交換の必要性）を生じることとなる。従って、化学センサは、環境モニタリングに適用することが難しかった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、連続的に使用することができ、環境モニタリングに適用できる化学センサ、および化学センサの再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］測定対象物質を含む試料溶液を流す流路と、
前記流路内に配置されるセンサ部と、
前記流路内にて、互いに離間して配置された第１電極および第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記センサ部に付着した測定対象物質を検出する検出手段と、を備える、化学センサ。
［２］前記センサ部は、前記第１電極または前記第２電極である、［１］に記載の化学センサ。
［３］前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを検出するｐＨ検出部を備える、［１］または［２］に記載の化学センサ。
［４］前記流路内にて、前記センサ部と離間して配置された参照電極を備え、前記電圧印加手段は前記センサ部と前記参照電極に電圧を印加する、［１］～［３］のいずれかに記載の化学センサ。
［５］前記第１電極は、導電性ダイヤモンド電極である、［１］～［４］のいずれかに記載の化学センサ。
［６］［１］～［５］のいずれかに記載の化学センサの再生方法であって、
前記電圧印加手段により、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加し、前記流路内において、前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを制御する、化学センサの再生方法。
［７］前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを８以上１４以下に制御する、［６］に記載の化学センサの再生方法。
［８］前記第１電極およびその周辺を含む領域に存在する前記試料溶液のｐＨを１以上６以下に制御する、［６］に記載の化学センサの再生方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、連続的に使用することができ、環境モニタリングに適用できる化学センサ、および化学センサの再生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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