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味覚・臭覚機能を持つセンシングシステムの開発一動的非線形応答の活用

研究課題

研究課題/領域番号 06558091
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 生物有機科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

吉川 研一 (古川 研一)  名古屋大学, 大学院・人間情報学研究科, 教授 (80110823)

研究分担者 毛利 信幸  兵庫県立工業センター, 開発部, 主任研究員
中田 聡  奈良教育大学, 教育学部, 助教授 (50217741)
毛利 伸幸  兵庫県立工業センター, 開発部, 研究員
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
1996年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1995年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1994年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード非線形応答 / インテリジェントセンサー / 半導体ガスセンサー / 臭覚 / 味覚 / 発振 / 時間依存性応答 / 呼吸センサー / 嗅覚 / インテリジェントセンサ / 半導体ガスセンサ / 同時定性定量 / 呼吸センサ / 非線形ダイナミクス / 感覚器モデル / 味覚・嗅覚機能 / アクティブセンサー / 化学センシング / 脂質2分子膜 / 動的非線形情報 / 脂質二分子膜 / 半導体ガスセンター / 味覚・臭覚モデル / 非線形 / 非平衡 / 化学センサー / 非線形微分容量
研究概要

1.臭覚機能を持つセンサーシステムの開発を目指して、半導体ガスセンサーの動的非線形情報を利用したガス種の定性・定量を試みた。従来まで識別が困難であった炭化水素系ガスについて、その応答の非線形特性を解析することにより、定量的に識別することが可能になった。センサへの反応速度や活性化エネルギーの違いをパラメータとして入れた、非線形微分方程式での計算機シミュレーションにより再現させることが可能になった。これにより、動的非線形応答を化学物理の定性・定量のための情報源として用いることの、理論的基盤をかためることができた。さらに複数のガス感応部を用いたガスセンサーや振動的なガス流速を印加したガスセンシングも新たに考察し、実験を進めた。これにより様々な環境下で、混合ガスまたは不純物の存在するガス系の中から特定ガスを検出することが可能になった。
2.味覚機能を持つセンサーの研究の一環として、チオール誘導体で修飾した金属電極を用いた化学センサーを構築した。センサ表面上での固定化物質の吸着状態及び吸着密度が、固定化条件や化学物質に依存して異なることが、UV、FTIR、及びSEMの測定より、定量的に明らかにした。また、チオール誘導体で修飾したタンパク質についても吸着状態をAFM、QCM、電気化学的非線形応答を用いて定量的な計測を行なった。以上のことから、味覚機能の実現に向けての、安定な修飾電極作成の基礎を固めることが出来たものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] 吉川研一 他: "Electric current oscillation in a liquid membrane under voltage clamp conditions" Mater. Sci. Eng. C. vol.3. 191-195 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉川研一 他: "Kinetic Study on Monolayer Formation with 4-Aminobenzenethiol on a Gold Surface" Langmuir. vol.11. 1612-1616 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉川研一 他: "Gas sensing based on a nonlinear response: Discrimination between hydrocarbons and quantification of individual components in a gas mixture" Anal.Chem.vol.66. 2067-2072 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉川研一 他: "Nonlinear dynamics in chemical assembly" Trends in Chemical Physics. vol.4. 23-58 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉川研一 他: "Rhythmic chemical reaction of CO on the surface of a SnO_2 gas sensor" Appl. Sur. Sci. (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉川研一 他: "Dynamic Response with Periodic Pulse Heating Enables the Qualification and Quantification of Gases by a Single Sensor" Sensors and Actuators. (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉川研一監修、中田聡ら著: "ダイナミックな現象を科学する" 産業図書, 153 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉川研一監修、中田聡ら著: "非線形現象" 産業図書, 182 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakata, M.Ukitsu, M.Morimoto, K.Yoshikawa: ""Electric current oscillation in a liquid membrane under voltage clamp conditions"" Mater.Sci.Eng.C. 3. 191-195 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Mohri, M.Inoue, Y.Arai, K.Yoshikawa: ""Kinetic Study on Monolayr Formation with 4-Aminobenzenethiol on a Gold Surface"" Langmuir. 11. 1612-1616 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakata, S.Akakabe, M.Nakasuji, K.Yoshikawa: ""Gas sensing based on a nonlinear response : Discrimination between hydrocarbons and quantification of individual components in a gas mixture"" Anal.Chem.66. 2067-2072 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakata, K.Yoshikawa: ""Nonlinear dynamics in chemical assembly"" Trends in Chemical Physics. 4. 23-58 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakata, Y.Kato, Y.Kaneda, K.Yoshikawa: ""Rhythmic chemical reaction of CO on the surface of SnO2 gas sensor"" Appl.Sur.Sci.(in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kato, K.Yoshikawa, M.Kitora: ""Dynamic Response with Periodic Pulse Heating Enables the Qualification and Quantification of Gases by a Single Sensor"" Sensors and Actuators. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉川研一: "Gas sensing based on a nonlinear response : Discrimination between hydrocarbons and quantification of individual components in a gas mixture" Anal.Chem.vol.66. 2067-2072 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 吉川研一: "Nonlinear dynamics in chemical assembly" Trends in Chemical Physics. vol.4. 23-58 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 吉川研一 他: "Rhythmic chemical reaction of CO on the surface of a SnO_2 gas sensor" Appl.Sur.Sci.(in press).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 吉川研一 他: "Dynamic Response with Periodic Pulse Heating Enables the Qualification and Quantification of Gases by a Single Sensor" Sensors and Actuators. (in press).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 吉川研一 他: "非線形ダイナミクスによる知的センシング-半導体ガスセンサーの動的非線形応答による成分計測-" 化学工業論文集. vol.22. 1079-1083 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 吉川研一: "21世紀を指向する学問:非線形ダイナミクス" 表面科学. vol.17. 302-307 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 中田聡 他: "ダイナミックスな現象を科学する" 産業図書, 153 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.M.Mel'nikov: "Discrete Coil-Globule Transition of Large DNA Induced by Cationic Surtactant" J.Am.Chem.Soc.117. 2401-2408 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yoshikawa: "Diaminoalkanes with an old number of carbon atoms induce compaction of a single double-stranded DNA chain" FEBS Letters. 361. 277-281 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] V.V.Vasilevskaya: "Collapse of single DNA molecule in polylethlene glycoll solutions" J.Chem.Phys.102. 6595-6602 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshikawa: "Discertc phase transition of giant DNA dynamics of globule tormation from a single molecular chain" Physica. 84D. 220-237 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N.Mohri: "Kinetic Study on Monolayers Formation with 4-Aminobenzenethiol on a Gold Surface" Langmuir. 11. 1612-1616 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.S.Mel'nikova: "Positively charged surface induces discontinuous transition for the high order structum in duplex DNA" Biochem.Biophys.Ras.Comm.214. 1040-1044 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] G.J.Atwell: "Mono-,Bis-,and Tetra-Acridine Ligands:Synthesis,X-Ray Structual Determination and Dynamic Fluorescence Microscopic Studies on the Modification of the Higher Order Structure of DNA" J.Phys.Org.Chem.8. 597-604 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakata: "Electric current oscillation in a liquid membrane under voltage clump conditions" Materials Sci.Eng.C99(印刷中).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshikawa: "Nucleation and growth in Single DNA Molecules" J.Am.Chem.Soc.118. 929-930 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Makino: "Characteristic Effects of Local Anesthastics on the Dynamic Behavier at Phospholipld Monolayer" PAM,Special Issue(in Proceeding of the International Workshop on Anethetic Mechanisms). 3. (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kajiya: "Information Processing on Time Sequential Input with Coupled Nonlinear oscillators" In Proceeding of the Sixth International Symposium on Micro Machine and Human Science. 235-240 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kajiya: "Information Processing on Time Dependent Input with the Network of Nonlinear Oscillator" In Extended Abstracts of the BMED'95 & MEBC'95. 123-124 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S.M.Mel'nikov: "Transition of Double-Stranded DNA Chains between Random Coil and Compact Globule States Induced by Cooperative Binding of Cationic Surface" J.Am.Chem.Soc.117. 9951-9956 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 吉川研一: "非線形・非平衡現象理解のために 非平衡熱力学" 化学. 50. (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshikawa: "Rhythms and Bifurcation in Membranes and Interface" (Eds.),Physics of the Living State,pp.45-55 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] M.Makino: "Autocatalytic Aggregation of Fatty Acid with Phenyl and Diacetylene Moieties at an Air-Water Interface" Langmuir. 10,4,. 1287-1291 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] J.Gorecki: "Moleculer dynamics simulations of nonequilibrium spatial correlation in a reaction diffusion system" Phisyca A. 211. 327-343 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kusumi: "Oscillating Chemical Reaction in Oil/Water Systems,Generation of Macroscopic Oscillatory Force" In“FAR-FROM-EQUILIBRIUM DYNAMICS OF CHEMICAL SYSTEMS. 87-94 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 松浦弘智: "分子モーターと化学機械エネルギー変換" 化学. 49. 670-671 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 吉川研一: "化学反応系の非線形ダイナミクス-結合振動系を中心に" 応用数理. 4. 238-258 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 北原和夫: "生命現象と物理学" 朝倉書店, 160 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 北原和夫: "非平衡系の科学I〜反応・拡散・対流の現象論" 講談社, 202 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 森義仁: "非線形現象〜時空間に繰り広げられるドラマ" 産業図書, 182 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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