JP6612802B2 - 分子検出装置および分子検出方法 - Google Patents
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Description
Claims (14)
- 被検出分子を含む検出対象ガスを捕集する捕集部と、
前記捕集部で捕集された前記検出対象ガス中の前記被検出分子を希釈および/または濃縮し、前記捕集部で捕集された前記検出対象ガスを含む、前記被検出分子の濃度が異なる複数の前記検出対象ガスを生成する濃度調整部と、
前記濃度調整部で生成された前記複数の検出対象ガスが順に導入され、前記複数の検出対象ガス中の前記被検出分子の濃度に基づく検出信号をそれぞれ出力する複数の検出セルを備える検出部と、
前記複数の検出セルからそれぞれ出力された前記被検出分子の濃度に基づく前記検出信号の変化傾向を前記複数の検出セル毎に得て、前記検出信号の変化傾向により前記被検出分子を識別する識別部と
を具備する分子検出装置。 - 前記複数の検出セルは、それぞれ、センサー部と、前記センサー部に設けられ、前記被検出分子を捕捉する有機物プローブとを有する、請求項1に記載の分子検出装置。
- 前記センサー部は、グラフェン層と、前記グラフェン層に接続されたソース電極およびドレイン電極とを有する電界効果トランジスタを備え、
前記有機物プローブは、前記グラフェン層に設けられている、請求項2に記載の分子検出装置。 - 前記濃度調整部は、前記被検出分子を含む前記検出対象ガスが導入され、前記被検出分子を吸着および脱離することが可能な吸着器を具備し、前記吸着器で前記被検出分子を吸着させて希釈した前記検出対象ガスを生成する、または前記吸着器で吸着された前記被検出分子を脱離させて濃縮した前記検出対象ガスを生成する、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の分子検出装置。
- 前記濃度調整部は、前記被検出分子を含む前記検出対象ガスの一部が導入され、前記被検出分子を吸着する吸着器と、前記吸着器で前記被検出分子を吸着させた前記検出対象ガスを、前記検出対象ガスの他の一部と混合することによって、前記被検出分子が希釈された前記検出対象ガスを生成する混合部とを具備する、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の分子検出装置。
- 前記濃度調整部は、前記被検出分子を含む前記検出対象ガスが導入され、前記被検出分子を吸着および脱離することが可能な吸着器と、前記被検出分子を吸着した前記吸着器を加熱して前記被検出分子を脱離させ、前記被検出分子を濃縮した前記検出対象ガスを生成する加熱器とを有する、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の分子検出装置。
- 前記濃度調整部は、前記捕集部で捕集された前記検出対象ガス中の前記被検出分子を希釈および濃縮し、前記捕集部で捕集された前記検出対象ガスを含む、前記被検出分子の濃度が異なる複数の前記検出対象ガスを生成する、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の分子検出装置。
- 前記識別部は、前記複数の検出セル毎の前記被検出分子の濃度に基づく前記検出信号の変化傾向または前記検出信号の変化率により前記被検出分子を識別する、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の分子検出装置。
- 被検出分子を含む検出対象ガスを捕集する工程と、
前記捕集された検出対象ガスを、複数の検出セルを備える検出部に送り、前記検出対象ガス中の前記被検出分子の濃度に基づく第1の検出信号を前記複数の検出セル毎に出力する第1の検出工程と、
前記捕集された検出対象ガスの前記被検出分子を希釈または濃縮し、前記被検出分子が希釈または濃縮された前記検出対象ガスを、前記第1の検出工程後の前記複数の検出セルを備える前記検出部に送り、前記希釈または濃縮された検出対象ガス中の前記被検出分子の濃度に基づく第2の検出信号を前記複数の検出セル毎に出力する第2の検出工程と、
前記第1および第2の検出工程における前記複数の検出セル毎に出力された前記被検出分子の濃度に基づく前記第1および第2の検出信号の変化傾向により前記被検出分子を識別する工程と
を具備する分子検出方法。 - 前記第1の検出工程は、前記検出セルのセンサー部に設けられた有機物プローブにより前記被検出分子を捕捉し、前記有機物プローブが前記被検出分子を捕捉することにより前記センサー部に生じる電気的変化を前記第1の検出信号として出力する、または前記第2の検出工程は、前記検出セルのセンサー部に設けられた有機物プローブにより前記被検出分子を捕捉し、前記有機物プローブが前記被検出分子を捕捉することにより前記センサー部に生じる電気的変化を前記第2の検出信号として出力する、請求項9に記載の分子検出方法。
- 前記第2の検出工程は、前記検出対象ガスの前記被検出分子を希釈し、前記被検出分子が希釈された前記検出対象ガスを、前記複数の検出セルを備える前記検出部に送り、前記希釈された検出対象ガス中の前記被検出分子の濃度に基づく第3の検出信号を出力する工程と、前記検出対象ガスの前記被検出分子を濃縮し、前記被検出分子が濃縮された前記検出対象ガスを、前記複数の検出セルを備える前記検出部に送り、前記濃縮された検出対象ガス中の前記被検出分子の濃度に基づく第4の検出信号を出力する工程とを具備し、
前記識別する工程は、前記複数の検出セル毎に出力された前記被検出分子の濃度に基づく前記第1、第3、および第4の検出信号の変化傾向により前記被検出分子を識別する、請求項9または請求項10に記載の分子検出方法。 - 前記第2の検出工程は、前記検出対象ガスの前記被検出分子を吸着器で吸着する工程と、前記吸着器で前記被検出分子を吸着させて希釈した前記検出対象ガスにより前記第2の検出信号を出力する、または前記吸着器で吸着された前記被検出分子を脱離させて濃縮した前記検出対象ガスにより前記第2の検出信号を出力する工程とを備える、請求項9または請求項10に記載の分子検出方法。
- 前記第2の検出工程は、吸着器に前記検出対象ガスの一部を導入し、前記被検出分子を前記吸着器で吸着する工程と、前記吸着器で前記被検出分子を吸着された前記検出対象ガスを、前記検出対象ガスの他の一部と混合することによって、前記被検出分子が希釈された前記検出対象ガスを生成し、前記希釈された検出対象ガスにより前記第2の検出信号を出力する工程とを備える、請求項9または請求項10に記載の分子検出方法。
- 前記第2の検出工程は、前記被検出分子を吸着および脱離することが可能な吸着器に前記検出対象ガスを導入し、前記被検出分子を前記吸着器で吸着する工程と、前記被検出分子を吸着した前記吸着器を加熱して前記被検出分子を脱離させ、前記被検出分子を濃縮した前記検出対象ガスを生成し、前記濃縮された検出対象ガスにより前記第2の検出信号を出力する工程とを備える、請求項9または請求項10に記載の分子検出方法。
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