[发明专利]材料解析方法以及材料解析装置

说明书

本发明提供一种使用了化学传感器的新型的材料解析方法。与以往相反，作为化学传感器的受体提供测定对象的材料，通过对测定对象的材料提供已知的气体等，由此获得所得到的化学传感器的响应信号。根据该响应信号能够求出受体材料的鉴定/辨别/组成等。通过对响应信号以主成分分析、线性辨别分析、支持向量机等统计性的机器学习的方法进行解析，从而能够高精度地执行上述鉴定等。

技术领域

本发明涉及使用了化学传感器的材料的解析。

背景技术

化学传感器作为用于对象检体尤其是由气体状分子的复杂的混合物构成的多样的气味的检测、辨别及鉴定的强力的工具，而集中了较多的关注。这种传感器通常检测伴随检测对象的分子(检体分子)的吸附而产生的物理参数的变化。为了容易地检测物理参数的变化，通常，传感器被称为“受体层”的层覆盖后，用于测定。此外，在本申请中有时将覆盖受体之前的传感器称为传感器主体。这种传感器所检测到的物理参数是多种多样的，但若非限定性地举例，则可使用表面应力、应力、力、表面张力、压力、质量、弹性、杨氏弹性模量、泊松比、共振频率、频率、体积、厚度、粘度、密度、磁力、磁荷、磁场、磁通、磁通密度、电阻、电量、介电常数、电力、电场、电荷、电流、电压、电位、迁移率、静电能(Electrostaticenergy)、电容(Capacitance)、电感(Inductance)、电抗(reactance)、电纳(Susceptance)、导纳(Admittance)、阻抗(Impedance)、电导(Conductance)、等离激元(Plasmon)、折射率、光强度、以及温度、或者它们的组合等。作为具体的化学传感器，例如，有石英晶体微天平(QCM)、导电性聚合物(CP)、场效应晶体管(FET)等各种传感器。另外，这样的化学传感器有时作为单一的传感器来使用，但在多数情况下，将复数个传感器元件(以下也称为通道)以某种方式汇总而作为构成为阵列状的化学传感器阵列而被利用。

在化学传感器阵列中，检测信号通过测定以响应宽范围的化学物质类的方式设计的检测材料中作为对象的检体吸附脱离(sorption)而引起的物理化学相互作用而得到。由于由化学传感器阵列得到的这样的多维的数据集包括大量的信息，因此能够有效地应用各自的试样的辨别、鉴定中使用了机器学习的多变量的解析。关于这样的材料解析方法，在食品、农业、医药、以及环境科学这样的多种领域中表现出广泛的应用，但基于这些模式识别的解析基本上被限定为气体状的检体。

发明内容

发明所要解决的课题

即，利用了以往的化学传感器的各种测定的基本原理是指，对表面具有受体的化学传感器提供流体状(主要是气体状，但也有液体的情况)的检体，由此，通过化学传感器主体将由受体引起的各种物理量的变化转换为检测信号，从而进行如上所述的检体的测定。本发明的课题在于，应用上述的动作原理，通过化学传感器进行能够作为受体使用的检体的辨别、鉴定、组成等的测定。

用于解决课题的手段

根据本发明的一个方面，提供一种材料解析方法，其中，通过对负载有测定对象的材料的化学传感器提供一种或复数种流体，从而基于由所述测定对象的材料引起的物理参数的变化，基于从所述化学传感器输出的信号，对所述测定对象的材料进行解析即对负载于化学传感器的材料进行解析。

在此，所述物理参数可以是表面应力、应力、力、表面张力、压力、质量、弹性、杨氏弹性模量、泊松比、共振频率、频率、体积、厚度、粘度、密度、磁力、磁荷、磁场、磁通、磁通密度、电阻、电量、介电常数、电力、电场、电荷、电流、电压、电位、迁移率、静电能、电容、电感、电抗、电纳、导纳、阻抗、电导、等离激元、折射率、光强度、以及温度中的一种或两种以上。

另外，也可以根据对来自从所述化学传感器输出的信号的特征量进行了提取的结果进行所述解析。

另外，也可以对所述化学传感器交替地切换提供所述流体和吹扫用流体。

另外，被提供的所述一种或复数种流体中的至少一种可以为气体。