亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：气体分子检测元件、气体分子检测装置及气体分子检测方法
技术领域：
本发明涉及气体分子检测元件、气体分子检测装置及气体分子检测方法。
背景技术：
—氧化氮(NO)在大气中被氧化，变成有毒的ニ氧化氮。因此，需要对存在低浓度NO的状态进行检测。另外，已知NO是生物体内的神经递质之一，在免疫反应、血压调节等方面发挥重要的作用。由此，NO的检测在环境方面和生物体的诊断中受到关注。作为现有的NO分子检测装置，有使用中心金属为铁原子的卟啉分子(简称为FeP)的衍生物的单分子层作为FET(场效应晶体管)的栅极部的检测装置(例如，非专利文献 I)。通过NO分子与FeP的中心金属配位结合，FeP的电子状态发生变化。该电子状态的变化使栅极部产生静电变化，从而使漏极电流产生变化。这样，FET型传感器利用漏极电流的变化来检测NO分子。非专利文献I中，公开了最低浓度约为4. lppm。另ー方面，作为直接计测分子的电子状态的变化的检测装置，有对在电极间交联的单分子的传导特性进行评价的检测装置(例如，參照专利文献I)。该装置是检测部由联吡啶构成的分子检测纳米传感器。通过钼离子与检测部结合，联吡啶变为导电状态。分子检测纳米传感器是对检测部的电子状态的变化进行检测的检测装置。另外，还有对在电极间交联的卟啉分子的传导特性进行评价的检测装置(例如，參照非专利文献2)。该装置对多个卟啉分子连接而成的称为卟啉带的高分子的传导特性进行了评价。非专利文献2中，准备了 3种(疏基苯基、疏基亚苯基こ稀基、疏基亚苯基こ块基)卟啉带与电极之间的官能团，对它们的导电特性进行了比较。对于卟啉带而言，即使如上所述地使官能团发生变化，导电特性也没有太大变化。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2005-127998号公报非专利文献非专利文献I D. G. ffu, G. Ashkenasy, D. Shvarts, R. V. Ussyshikin, R. Naaman,A. hanzer, and D. Cahen 著“Angew. Chem. Int. Ed^ffILEY-VCH 出版、2000 年 5 月 17 日、P. 4496-4499非专利文献2:K. Tagami and Μ· Tsukada著“e-Journal of Surface Science andNanotechnology”日本表面科学会出版、2003年6月30日、p. 45-49

发明内容
但是，上述现有的FET型传感器的构成中，存在下述问题卟啉分子的电子状态的变化经由栅极绝缘膜而对沟道部进行调制，因此，最低检测浓度为数ppm，难以进一步提高性能。
对此，如专利文献I所述，想到了通过直接计测在电极间交联的分子的电子状态的变化来实现灵敏度提高的方法。但是，现状是在灵敏度提高方面未得到充分的成果。另外，除了 NO以外，对于一氧化碳(CO)和氧气(O2)，也需要灵敏度更高的检测方法。本发明用于解决上述问题，其目的在于，提供能够对气体分子进行高灵敏度的检测的气体分子检测元件、气体分子检测装置和气体分子检测方法。本发明人发现，在直接计测卟啉分子的电子状态的变化的过程中，通过控制将卟啉分子与电极进行连接的官能团，能够进行高灵敏度的NO的检测，从而完成了本发明。S卩，本发明的气体分子检测元件为借助连接部将与被检测气体分子结合的检测部固定在一对金属电极间的气体分子检测元件，其特征在于，该检测部为具有铁或钴作为中心金属的单B卜啉或单B卜啉衍生物，该连接部为该单B卜啉或单B卜啉衍生物上键合的巯基亚苯基乙块基。
另外，本发明的气体分子检测装置的特征在于，至少具有检测体，其具有上述本发明的气体分子检测元件和保持该气体分子检测元件的基板；过滤部，其用于将被检测气体分子以外的气体分子除去；和电流测定部，其用于测定该气体分子检测元件的通电电流值的变化。另外，本发明的气体分子检测方法为用于检测CO分子、O2分子或NO分子的气体分子检测方法，其特征在于，使用上述气体分子检测装置。发明效果根据本发明，能够使被检测气体分子与卟啉分子结合时的电流变化增大，因此，能够以高灵敏度对被检测气体分子进行检测。


图I是表示本发明的气体分子检测元件的结构的一例的示意俯视图。图2是表示本发明的气体分子检测装置的构成的一例的示意图。图3是表示本发明的气体分子检测方法所使用的装置的构成的一例的示意图。图4是表示实施例I中气体分子检测元件的气体分子浓度与电流变化量的关系的曲线图。图5是表示比较例I和比较例2中气体分子检测元件的气体分子浓度与电流变化量的关系的曲线图。
具体实施例方式以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。(气体分子检测元件)本发明的气体分子检测元件为借助连接部将与被检测气体分子结合的检测部固定在一对金属电极间的气体分子检测元件，其特征在于，该检测部为具有铁或钴作为中心金属的单卟啉或单卟啉衍生物，该连接部为该单卟啉或单卟啉衍生物上键合的巯基亚苯基乙炔基。图I是表示本发明的气体分子检测元件的结构的一例的示意俯视图。
气体分子检测元件11中，借助连接部2将与被检测气体分子结合的检测部I固定在一对金属电极3、3之间。检测部I由具有与被检测气体分子结合的中心金属的单卟啉或单卟啉衍生物形成。其中心金属为铁或钴。在此，单卟啉是指下述化学式(I)所示的、不形成ニ聚体等多聚体的单卟啉分子。R1至R12为氢原子。[化I]
权利要求
1.一种气体分子检测元件，其借助连接部将与被检测气体分子结合的检测部固定在一对金属电极间，其中， 该检测部为具有铁或钴作为中心金属的单卟啉或单卟啉衍生物，该连接部为该单卟啉或单卟啉衍生物上键合的巯基亚苯基こ炔基。
2.如权利要求I所述的气体分子检测元件，其中， 所述被检测气体分子为CO分子、O2分子或NO分子。
3.一种气体分子检测装置，其中，至少具有 检测体，其具有权利要求I所述的气体分子检测元件和保持该气体分子检测元件的基板； 过滤部，其用于将被检测气体分子以外的气体分子除去；和 电流測定部，其用于测定该气体分子检测元件的通电电流值的变化。
4.如权利要求3所述的气体分子检测装置，其中， 所述被检测气体分子为CO分子、O2分子或NO分子。
5.如权利要求3所述的气体分子检测装置，其中， 所述被检测气体分子为NO分子，所述过滤部使用平均微孔径为2nm的活性炭。
6.一种气体分子检测方法，用于检测CO分子、O2分子或NO分子，其使用权利要求3所述的气体分子检测装置。
全文摘要
本发明的气体分子检测元件为通过借助连接部将与被检测气体分子结合的检测部固定在一对金属电极间而形成的气体分子检测元件。检测部为具有铁或钴作为中心金属的单卟啉或单卟啉衍生物，该连接部为该单卟啉或单卟啉衍生物上键合的巯基亚苯基乙炔基。本发明提供能够以高灵敏度检测气体分子的气体分子检测元件、气体分子检测装置及气体分子检测方法。
文档编号G01N27/416GK102687001SQ201180005130
公开日2012年9月19日 申请日期2011年7月28日 优先权日2010年8月5日
发明者丰田健治 申请人:松下电器产业株式会社