申请/专利权人：国立研究开发法人物质材料研究机构

申请日：2015-08-31

公开（公告）日：2021-02-09

公开（公告）号：CN107407621B

主分类号：G01N5/02(20060101)

分类号：G01N5/02(20060101);G01N27/12(20060101)

优先权：["20150127 JP 2015-013271","20150515 JP 2015-100405"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.09#授权;2017.12.22#实质审查的生效;2017.11.28#公开

摘要：本发明通过对检测物理参数的这类各种传感器例如，表面应力传感器、QCM、SPR等的受体层进行改良，从而同时实现高灵敏度、选择性、耐久性。使用多孔材料或纳米粒子等粒状材料代替以往作为受体层使用的均匀的膜。由此，分别能够通过改变受体层的膜厚来控制灵敏度，通过改变固定于多孔材料或粒状材料的表面修饰基团来控制选择性，通过改变多孔材料或粒状材料的组成及表面特性来控制耐久性。

主权项：1.一种表面应力传感器，其将多孔材料或粒状材料附着在表面应力传感器主体上而包覆前述表面应力传感器主体，所述表面应力传感器主体检测施加在其表面上的表面应力，根据因前述多孔材料或粒状材料吸附被检体分子而导致的表面应力的变化，检测前述被检体分子，其中，前述多孔材料或粒状材料的表面用多种表面修饰基团修饰，前述多种表面修饰基团中，第一表面修饰基团是疏水性的表面修饰基团，前述多种表面修饰基团中，与前述第一表面修饰基团不同的第二表面修饰基团是亲水性且比前述第一表面修饰基团短的表面修饰基团，前述包覆在传感器主体上的前述多孔材料或粒状材料的表面在宏观上是疏水性，在微观上是亲水性。

全文数据：具有多孔材料或者粒状材料作为受体层的传感器技术领域[0001]本发明涉及一种通过在传感器上包覆多孔材料或者粒状材料而使被检体分子作为检测对象的物质分子的高灵敏度且选择性的检测成为可能的传感器。背景技术[0002]通常，传感器在用被称作“受体层”的层包覆后用于测定，该“受体层”使被检体分子的高灵敏度且选择性的检测成为可能。用作受体层的物质包括自组装单分子膜、DNARNA、蛋白质、抗原抗体、聚合物等多种。除灵敏度、选择性以外，从测定的再现性、传感器的耐久性等观点出发，受体物质与传感器上的具有检测功能的表面（以下，仅称为传感器表面）的相互作用是重要的，期望形成稳定的结合状态。因此，受体物质的固定化需要在严密控制的条件下进行，其条件优化不容易。另外，也存在例如水溶性的聚合物不能用于在水中的测定等因包覆的物质导致传感器的测定环境受到限定的问题。[0003]对于传感器的选择性，根据包覆的物质，能够广泛地设计从例如抗原抗体反应这样的极其特异的传感器、至吸附较多种的被检体的聚合物这样的具有宽范围的选择性的传感器。另一方面，关于灵敏度，没有确定的方针，现状是未进行基于明确的方针的设计。近年来，对于检测施加于表面的应力这类传感器，如非专利文献1和2所述，报告了对受体物质的膜厚、杨氏模量等物理参数有较大的影响。具体而言，杨氏模量为一定时，在膜厚达到某值之前灵敏度上升，然后减少。由此，对于自组装单分子膜、DNARNA、蛋白质、抗原抗体等而言，本来增加膜厚就困难，因此，不容易提高灵敏度。聚合物的情况下，增加膜厚是可能的，但是如上所述，存在溶解性的问题、耐候性的问题。基于如上所述的背景，仅针对有限种类的传感器存在用于控制、优化灵敏度和选择性的方针，但是同时满足该特性的最佳物质仍然未知，期待其发现和证实。发明内容[0004]发明所要解决的问题[0005]本发明的课题在于，通过使用至今未被用作受体层物质的“多孔材料”或者“粒状材料”，提供一种具有使用现有物质未能得到的受控制的灵敏度和选择性、高耐久性的受体层及其制造方法。[0006]解决问题的技术方案[0007]根据本发明的一个实施方式，提供一种传感器，其将多孔材料或粒状材料包覆在检测物理参数的这类传感器主体上，根据因前述多孔材料或粒状材料吸附被检体分子而导致的前述物理参数的变化来检测前述被检体分子。[0008]其中，前述多孔材料或者粒状材料可以由无机物质构成。[0009]而且，前述无机物质可以是二氧化硅。[0010]而且，前述多孔材料或者粒状材料可以是平均孔径为Imm以下的多孔材料。[0011]而且，前述多孔材料的平均孔径可以是〇·Inm以上且500nm以下。[0012]而且，前述二氧化硅可以是介孔二氧化硅。[0013]而且，前述多孔材料或粒状材料可以选自由无机材料、有机材料、无机有机混合材料、金属有机结构体、在结构中包含自组装的表面活性剂胶束的材料、纤维分散在塑料中而成的材料、碳材料、以及生物材料组成的组。[0014]另外，前述无机材料是选自由氧化物、氮化物、硫化物、金属、金组成的组的一种或多种材料、或者是含有以任意的比例对选自前述组的多种材料进行复合而成的物质的无机物;前述有机材料是在结构中具有能聚合的官能团作为主链、在侧链具有取代基的有机物；前述无机有机混合材料选自由以任意的比例将前述无机材料与有机材料进行复合而成的无机有机混合物组成的组;前述金属有机结构体选自由HKUST-I、IRM0F、M0F、ZIF、UI0、WMIL组成的组;前述在结构中包含自组装的表面活性剂胶束的材料选自由在二氧化硅骨架中包含阳离子型表面活性剂的材料以及在金属骨架中包含嵌段共聚物的材料组成的组;纤维分散在塑料中而成的材料是纤维强化塑料;前述碳材料是将sp2碳原子作为骨架的物质；前述生物材料可以是从肽、蛋白质、酶、糖、脂质、以及蛋白质中选出的材料或者是选自肽、蛋白质、酶、糖、脂质、以及蛋白质的材料与前述无机材料的复合体。[0015]而且，前述无机材料以及前述无机有机混合材料的至少一种中的前述复合体可以是从由不均匀地接合成杰纳斯Janus粒子状的形态、核-壳状的形态、以及一种粒子内部分散有多个其他种类的粒子的形态组成的组中选出的形态。[0016]而且，前述有机物可以从由聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二乙烯基苯、聚异丙基丙烯酰胺、扑啉、在卟啉环中导入了取代基而得的化合物、以及具有过渡金属的卟啉金属络合物组成的组中选出。[0017]而且，前述多孔材料或者粒状材料的表面可以用一种或多种表面修饰基团修饰。[0018]而且，前述表面修饰基团中的至少一种表面修饰基团可以吸附前述被检体分子。[0019]而且，前述多种表面修饰基团中，第一表面修饰基团可以是疏水性的表面修饰基团，前述多种表面修饰基团中，与前述第一表面修饰基团不同的第二表面修饰基团可以是亲水性且比前述第一表面修饰基团短的表面修饰基团，由此，前述受体层的表面可以在宏观上是疏水性，但在微观上是亲水性。[0020]而且，前述第二表面修饰基团可以是氨丙基，前述第一表面修饰基团可以是链长比氨丙基更长的烷基。[0021]而且，在前述多孔材料或粒状材料的表面可以反复出现多种物质，前述多种物质可以分别被相互不同种类的前述表面修饰基团修饰。[0022]而且，前述多种物质可以至少是二氧化钛和二氧化硅。[0023]而且，前述多孔材料或粒状材料可以是纳米粒子。[0024]而且，前述物理参数可以是从表面应力、应力、力、表面张力、压力、质量、弹性、杨氏模量、泊松比、共振频率、频率、体积、厚度、粘度、密度、磁力、磁荷、磁场、磁通量、磁通量密度、电阻、电量、介电常数、电功率、电场、电荷、电流、电压、电位、迀移率、静电能、电容、电感、电抗、电纳、导纳、阻抗、电导、等离子激元Plasmon、折射率、光度以及温度中选出的至少一种。[0025]而且，前述传感器主体可以是表面应力传感器或QCM石英晶体微天平，QuartzCrystalMicrobalance〇[0026]而且，在检测物理参数的这类传感器主体的表面上，可以原位置合成前述多孔材料。[0027]根据本发明的其他实施方式，可以设置传感器、以及覆盖前述传感器且液体分子不透过而至少一部分气体分子透过的膜，前述传感器的传感器表面与前述膜之间可以形成空隙。[0028]此处，前述膜可以是中空纤维膜或半透膜。[0029]而且，可以具有向前述空隙施加负压的机构。[0030]发明效果[0031]根据本发明，能够在检测表面应力、其他各种物理参数的这类传感器中同时实现使用现有的受体材料不能实现的灵敏度、选择性、耐久性。由此，能在各种温度、溶剂条件下实施气体中液体中的测定。而且，能够容易地采用多孔材料或者粒状材料实施包覆，不需要特别的反应条件、装置等。附图说明[0032]图1是作为包覆传感器的多孔材料的实例的介孔二氧化硅薄膜（平均细孔孔径35nm的扫描电子显微镜SEM图像。[0033]图2是表示利用包覆了多孔材料的带多孔受体层的膜型表面应力传感器进行的气体识别测定的实例的图。其是对于各种气体的传感器输出的主成分分析的结果。[0034]图3a是在将包覆了多孔材料的带多孔受体层的膜型表面应力传感器浸渍于液体的水和乙醇前（左）以及浸渍后（右）的光学显微镜照片；（b是在将包覆了多孔材料的带多孔受体层的膜型表面应力传感器浸渍于液体的水以及乙醇前（左）以及浸渍后右），测定辛烷的蒸汽时的信号的实例。[0035]图4是表示在实施例2中用于粒状材料合成的装置构成的一个实例的图。[0036]图5是在实施例2中制造的粒状材料的SEM图像。[0037]图6是由实施例2的粒状材料包覆前后的膜型表面应力传感器MSS的光学显微镜图像。[0038]图7是表示使用实施例2的包覆了粒状材料的MSS以及作为其比较对象的包覆了聚乙烯吡咯烷酮PVP的MSS测定八种化合物的结果的图。[0039]图8是表示在实施例3中使用连续五次包覆粒状材料而成的MSS测定八种化合物的结果的图。[0040]图9是在实施例4中将包覆了粒状材料的MSS浸渍于水前后的光学显微镜图像;也示出了作为比较对象将包覆了PVP的MSS浸渍于水前后的光学显微镜图像。[0041]图10表示在实施例4中使用浸渍于水前后的包覆了粒状材料的MSS测定八种化合物的结果的图。[0042]图11是表示在实施例4中使用浸渍于水前后的包覆了PVP的MSS测定八种化合物的结果的图。[0043]图12是表示在实施例5中使用包覆了粒状材料的QCM测定八种化合物的结果的图；也示出了作为比较对象使用包覆粒状材料前的QCM测定八种化合物的结果。[0044]图13是表示在实施例5中使用包覆了PVP的QCM测定八种化合物的结果的图。[0045]图14是说明用于使用由具有透过气体分子而不透过液体分子的性质的材料构成的膜进行液体中气体测定的构成例的图。[0046]图15是结构不同的三种金属有机结构体metal-organicframework，M0FZIF-7、ZIF-8以及ZIF-71的纳米粒子的SEM图像;各SEM图像的右上角是对应MOF的结晶结构式。[0047]图16A是表示使用包覆了在图15中示出了SEM图像的ZIF-7纳米粒子的MSS测定九种化合物的一部分结果的图。[0048]图16B是表示使用包覆了在图15中示出了SEM图像的ZIF-7纳米粒子的MSS测定九种化合物的剩余结果的图。[0049]图17A是表示使用包覆了在图15中示出了SEM图像的ZIF-8纳米粒子的MSS测定九种化合物的一部分结果的图。[0050]图17B是表示使用包覆了在图15中示出了SEM图像的ZIF-8纳米粒子的MSS测定九种化合物的剩余结果的图。[0051]图18A是表示使用包覆了在图15中示出了SEM图像的ZIF-71纳米粒子的MSS测定九种化合物的一部分结果的图。[0052]图18B是表示使用包覆了在图15中示出了SEM图像的ZIF-71纳米粒子的MSS测定九种化合物的剩余结果的图。[0053]图19是表示从使用包覆了在图15中示出了SEM图像的三种MOF纳米粒子的MSS进行测定的结果导出的、各纳米粒子对极性无极性化合物的亲和性的倾向的图。[0054]图20是表示作为与氧化石墨烯GO组合的卟啉的实例的T3,5-DHPP5,10,15，20-四（3’，5’_二羟基苯基Π卜啉，Por-OH的化学结构式的图。[0055]图21是将GO与Por-OH的组合涂布于基板的状态的SEM图像。[0056]图22是通过喷墨使GO与Por-OH的组合Chl〜Ch3以及GO水溶液Ch4成膜的MSS的表面a和背面⑹的光学显微镜图像。[0057]图23是表示用图22中示出的四种受体包覆MSSChl〜Ch4测定十四种化合物的结果的图。[0058]图24是表示作为与氧化石墨烯GO组合的卟啉的其他实例的Zn-T3,5-DHPP5，10，15，20-四（3’，5’-二羟基苯基扑啉基锌II，Zn-Por-ΟΗ的化学结构式的图。[0059]图25是将GO与Zn-Por-OH的组合涂布于基板的状态的SEM图像。[0060]图26是表示通过喷墨使GO与Zn-Por-OH的组合Chl〜Ch3以及GO水溶液Ch4成膜的MSS的表面a和背面⑹的光学显微镜图像。[0061]图27是表示用图26中示出的包覆了四种受体的MSSChl〜Ch4测定十四种化合物的结果的图。具体实施方式[0062]在本发明中，提供一种设置有受体层的传感器，该受体层是在检测表面应力、应力、力、表面张力、压力、质量、弹性、杨氏模量、泊松比、共振频率、频率、体积、厚度、粘度、密度、磁力、磁荷、磁场、磁通量、磁通量密度、电阻、电量、介电常数、电功率、电场、电荷、电流、电压、电位、迀移率、静电能、电容、电感、电抗、电纳、导纳、阻抗、电导、等离子激元、折射率、光度以及温度、其他各种物理参数的这类传感器主体上直接包覆多孔材料或粒状材料（以下，在对多孔材料和粒状材料进行统称的情况下仅称作受体材料而构成。该传感器通过传感器主体检测由前述受体层吸附被检体分子而引起的物理参数的变化。因此，能在本发明中使用的传感器主体只要对因通过在其表面包覆受体材料而构成的受体层吸附检测对象物质而在受体层引起的变化进行检测，就对其结构、动作等没有特别的限制。例如，在使用表面应力传感器的情况下，检测由于包覆其表面的受体层吸附检测对象物质而在该受体层中引起的应力变化，表面应力传感器输出信号。而且，作为其他种类的传感器主体，例如，在使用质量传感器即QCM的情况下，检测由于包覆其表面的受体层吸附检测对象物质而引起的质量变化，输出信号，前述质量传感器利用在水晶振子的电极表面吸附物质时共振频率根据其质量变化的性质来测量微量的质量变化。需要注意的是，此处，吸附这一用语在不仅指物理吸附，也包括基于化学键合、生物化学作用的吸附。[0063][多孔材料受体层][0064]在受体层中使用的多孔材料可以是任何尺寸、形状、组成以及结构的多孔材料。作为组成，例如能够使用二氧化硅等无机材料，因此能够使用耐久性高的材料。[0065]无机材料可以是以氧化物、氮化物、硫化物、金属等为主要成分的材料、或者各种合金等，但不限于此。而且，可以是以任意比例将上述物质复合而成的材料。复合体的形态可以是不均匀地接合成杰纳斯粒子状的形态、核-壳状的形态、一种粒子内部分散有两个以上其他微粒子的形态等。[0066]此外，能使用具有各种金属、金属氧化物的多孔材料。在金属的情况下，能够采用电化学方法（电沉积法等等，并且，在金属氧化物的情况下能够利用溶胶-凝胶反应等，当然不限于这些方法。而且，通过对多孔材料进行表面修饰，能够改变其化学性质。在本发明中，也可以根据需要对多孔材料进行任何表面修饰。例如，为了使多孔材料的表面为亲水性或疏水性，也可以用氨基、烷基等对表面进行修饰。此外，并不限于此，根据需要，除了用氨丙基、十八烧基、或者娃烧偶联剂、具有硫醇基的分子、勝酸等以外，也能用各种尚分子、生物相关分子进行表面修饰等。[0067]此外，多孔材料不限于无机材料，除无机材料以外，还可以是有机材料、无机有机混合材料、金属有机结构体、在结构中包括自组装的表面活性剂胶束的材料、由玻璃、碳等构成的纤维分散于塑料中而成的纤维强化塑料等材料、碳材料、来自生物的成分等生物材料等，不限定其成分。非限定地例示这种材料，有机材料可以是在结构中具有双键等能聚合的官能团作为主链、在侧链具有各种取代基的材料。具体而言，可以是聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二乙烯基苯、聚异丙基丙烯酰胺等。能够使用具有卟啉环结构的有机化合物卟啉。而且，可以是在卟啉环中导入了取代基而得的物质、以及具有过渡金属锡、钴、铬、锰、铁、铜、钌、锌、银、铂等）的络合物。此外，也可以使用前述无机材料与有机材料以任意的比例复合的物质即无机有机混合物。该复合体的形态与无机材料时的复合体相同，可以是不均匀地接合成杰纳斯粒子状的形态、核-壳状的形态、一种粒子内部分散有两个以上其他种微粒子的形态等。而且，也能使用任意的金属元素与有机化合物形成周期结构的金属有机结构体（MOF。作为MOF的具体例，有HKUST-I、IRM0FIRM0F-1等）、M0FM0F-5等）、ZIFZIF-7、ZIF-8、ZIF-71等）、UI0UI0-66等）、MILMIL-101等）等，它们的简称和序列号根据金属元素的种类、与有机化合物键合的取代基的种类等而改变。前述MOF可以是这些中的任意物质。而且，作为在结构中包含自组装的表面活性剂胶束的材料的具体例，可以是在二氧化硅骨架中包含阳离子型表面活性剂的材料、在金属骨架中包含嵌段共聚物的材料。而且，作为由玻璃、碳等构成的纤维分散在塑料中而成的材料的具体例，可以是被称作玻璃纤维强化塑料、碳纤维强化塑料的材料。碳材料可以是石墨烯石墨、碳纳米管、富勒烯等以sp2碳原子为骨架的物质组，而且，也可以是将它们氧化而成的物质、导入了取代基的物质等实施了化学修饰的物质。生物材料可以是肽、蛋白质、糖、脂质等，也包括以蛋白质为基础构成的酶等。此外，也可以是如羟基磷灰石这样的无机材料与如胶原蛋白这样的蛋白质以例如在前者的表面吸附后者的这种方式复合而成的材料。[0068]而且，通过在多孔材料的表面键合官能团而进行表面修饰，从而能够提高灵敏度、提高检测的物质的选择性等增强增加功能。[0069]而且，多孔材料的平均孔径为0.Inm在为了发挥与极小的分子的检测有关的筛选功能（后述时为〇.〇5nm至1mm。孔径的上限优选设为ΙΟΟμπι。更优选设为ΙΟμπι，进一步优选设为Ιμπι，更进一步优选设为500nm。将孔径为纳米级的多孔材料用作受体材料时，具体而言，作为细孔尺寸，能够容易地控制为Inm至500nm左右，但是不限于此。通过改变在制造工艺中使用的表面活性剂、嵌段共聚物等的分子尺寸。细孔尺寸能够任意地调整。而且，微细孔区域细孔尺寸IOOnm以上）的情况下，可以使用胶状珠等。[0070]作为结构，能够控制为从无序的多孔结构至规则结构（具体而言，六角结构、层状结构、立方结构等）。[0071]另外，对于包覆上述多孔材料的表面应力传感器等传感器而言，种类没有特别的限定，可以使用各种传感器。例如，能够优选使用膜型表面应力传感器、悬臂传感器。[0072]另外，将上述多孔材料包覆于传感器表面时，能够通过喷墨、喷雾、浸渍等将期望的多孔材料的原料载置于传感器表面，通过原位合成在该表面上形成、包覆多孔材料。或者，可以利用通过将已制造的多孔材料的薄层、粉末等贴附或喷于传感器表面而进行包覆等各种方法。[0073]此外，也可以在表面应力传感器主体表面与多孔材料受体层之间设置例如用于改善接合性的层等其他层。而且，可以将受体层设为层结构。这种构成可以有助于例如灵敏度的提尚。[0074]另外，包覆了上述多孔材料的表面应力传感器等传感器也可以在气体中、液体中、真空中等各种环境中进行测定。[0075]多孔材料由于比表面积极大，因此，通过将多孔材料用于受体层，测定对象物质能吸附的面积与其相应地增大，有效地施加在表面应力传感器元件的表面应力也变大。而且，多孔材料与不具有孔的材料相比，刚性小，因此，能够将表面应力传感器的检测部分的刚性抑制得较低，因此，提高输出信号的强度成为可能，前述表面应力传感器的检测部分因表面应力的施加所导致的机械变形而产生测定信号。此外，表面应力传感器本质上检测机械变形，而且检测表面设置在以微小的力就容易变形的膜、薄板等部件上，但是根据本发明，即使将由整体状态上bulkstate硬或脆的物质构成的受体层如此地设置在容易变形的部件上，也难以引起破损、剥离等。而且，不限于此，即使很多无机物质等刚体因较大而以往未曾想到用作受体层的物质，也能够在本发明的表面应力传感器中使用，因此拓宽了能用作受体层的物质的选择范围。[0076]此外，在将多孔材料的孔径设为极小的情况下，发挥特有的效果。例如，受体层吸附的物质的分子、簇按照物质的种类具有一定的尺寸，因此，通过调节多孔的受体层的孔径，使多孔作为筛发挥作用，从而能提高对期望的物质的选择性。此处，在气体分子的情况下，分子量小的分子多，因此，使多孔作为筛发挥作用时，在使其适于这种小尺寸的分子的情况下，需要设为主要为Inm以下的孔径。通过设定成能将该孔径控制至0.05nm、或者至0.lnm，从而在利用上述筛选功能进行分子检测时能够实现对广泛的分子的高选择性。[0077][粒状材料受体层][0078]在使用粒状材料作为本发明的受体材料的情况下，在[多孔材料受体层]部分的开头段落记载的通常的说明以及具体例直接适用。而且，该粒状材料也可以是任何尺寸、形状、组成以及结构的材料。对于尺寸，只要粒径为Imm以下，分子间作用力的影响就比重力等大，因此附着力增加，从而优选。更优选为IOOym以下，进一步优选为Ιμπι以下，更进一步优选为IOOnm以下。在任意情况下，只要与传感器主体表面通过任何相互作用结合，就对粒子尺寸没有限定，但是，一方面，重要的是粒子不会从传感器主体表面容易地脱离。另一方面，也可以通过检测对象物质进行吸附，包覆于传感器表面的粒状材料脱离，检测此时产生的物理参数的变化。[0079]通常，例如，如非专利文献3中的解析结果所示，纳米粒子一旦附着于表面，则有难以从前述表面脱落的倾向。因此，使用纳米粒子作为粒状材料的情况下，根据传感器主体表面的性质、使用环境、对其他传感器的要求规格而不同，多数情况下不采取增加附着力的措施。相反地，在粒子尺寸大的情况下，期望粒子和传感器主体表面通过化学修饰等形成结合的情况变多。[0080]作为粒子的形状，可以是各向同性，也可以是各向异性。作为构成粒子的物质，可以由金属等单质、或者氧化物、硫化物等化合物、高分子、无机有机混合物、蛋白质等生物相关材料等构成。粒子的结构可以是致密的结构、多孔、中空等疏松的结构、核-壳型的结构。此外，在粒状材料的表面能够根据检测对象的物质等合适地固定任意表面修饰基团。具体而言，除了硅烷偶联剂、具有硫醇基的分子、膦酸等，也可以与高分子、生物相关分子进行组合。[0081]而且，前述粒状材料可以是通过任何方法合成的材料。具体而言，从均匀溶液中的析出反应、利用乳液的模拟均匀系统中的反应，至利用喷雾干燥、热分解的气相中的反应、球磨等固相反应，没有特别的限定。[0082]作为通过粒状材料受体层包覆的传感器主体的一个实例，可举例表面应力传感器，但对于其形状、材质、尺寸等没有特别的限定，能够使用任何物体。例如，能够优选地例举一处或者多处被支持的薄片状部件。此外，能够采用例如，双支撑臂等两处所或者更多处被支持的薄片状的物体、膜体等各种形态的物体。[0083]此外，除表面应力传感器以外，对于利用例如QCM、悬臂等振子、表面等离子体共振SurfacePlasmonResonance，SPR的传感器等，也能够包覆粒状材料受体，实现上述同样的效果。[0084]作为用于将粒状材料受体包覆于传感器表面的方法，可以是浸涂、喷涂、旋涂、喷墨涂布、浇注、使用刮刀的包覆等，没有特别的限定。[0085]另外，作为受体层使用的粒状材料，只要其本身高效地吸附期望的被检体分子，就可以直接使用这种粒状材料。或者，通过用特定的表面修饰基团修饰粒状材料，能够实现吸附期望的被检体分子、或者提高吸附效率、或者提高被吸附的物质的选择性等检测性能的改善。而且，对利用表面修饰基团进行的修饰而言，也能够出于与被检体分子的吸附没有直接关系的目的，例如为了实现粒子相互的结合性、与基板的接合性等、粒状材料传感器的耐久性、耐环境性等的提高。而且，具体而言，如下所述，以使多种表面修饰基团在纳米级混杂的方式来修饰粒状材料的表面。[0086]需要说明的是，在通过用本发明的粒状材料包覆而形成的受体层中，在粒子聚集而形成受体层的过程中，形成粒状体的各个粒子间形成间隙，由于这种间隙成为孔，因此，多数情况下成为多孔。这种受体层是通过包覆粒状材料而形成的受体层，并且是通过包覆由粒子聚集而成的多孔体而形成的受体层。因此，对于多孔材料受体层而言，本申请说明书中说明的特征，除了明显不同的情况外，也直接适用于粒状材料受体层。需要注意的是，相反地，通过包覆粒状材料而形成的受体层只要为多孔，则具有关于多孔材料包覆受体层进行说明的特征。而且，应该清楚的是，上述所提及时，通过包覆由多孔材料构成的粒状材料而形成的受体层只要不堵塞受体层表面的孔，则兼备多孔材料受体层与粒状材料受体层的两者的特征。[0087]另外，作为是粒状材料受体层而不是多孔的这种例外情况下的实例，可举出以下情况:构成粒状体的粒径极小，因此，其聚集过程中残留的粒子间的孔与假定为检测对象的分子的尺寸相比变小，实质上不对检测对象发挥多孔材料的功能;粒子成为纵横比极大的平板状，该平板几乎完全包覆受体层表面，因此形成于其内部的孔不能在受体层表面开口；由于粒子仅以极低的密度包覆传感器主体表面，因此粒子间产生大的间隙，成为不能称为“孔”的那样形状的间隙;此外，即使受体层内部存在孔，但是因某些理由不能从受体层表面到达如前述的内部的孔等。[0088]以下例举通过以本发明的多孔材料或粒状材料包覆层为受体的传感器而能够实现的事项。[0089]1在传感器的灵敏度依赖于受体层的膜厚的情况下，通过任意的方法使多孔材料或粒状材料层叠，控制膜厚，由此能够控制该灵敏度。[0090]2能够控制测定对象能吸附的面积。具体而言，通过改变层叠的多孔材料的孔径或粒状材料尺寸，能够控制比表面积。[0091]⑶能够确保用于使测定对象能够到达受体层的内部的空间潞径）。具体而言，在使用多孔材料的情况下，前述孔提供这种路径。在使用粒状材料的情况下，通过改变层叠的粒状材料尺寸，能够控制形成于粒状材料中的空隙尺寸。[0092]⑷由于使用多孔材料或粒状材料作为受体层，因此，赋予除用于受体层的物质以外的大量自由度。具体而言，根据测定对象，能够选择合适的多孔材料或粒状材料的组成、表面修饰基团的种类、或者多种多孔材料或粒状材料的组合等。[0093]5根据测定环境，能够选择具有所需的亲水性疏水性、耐热性、耐药品性等的多孔材料或粒状材料。即，与现有技术那样的将均匀的层包覆于传感器表面的构成相比，附着多孔材料或粒状材料时能够选择宽范围的性质的材料。[0094]对于上述5，例如在现有技术中常用的聚合物的情况下，由于存在多种多样的物质，根据测定环境而选择合适的聚合物即可，但是，由于适合于各聚合物的溶剂、包覆的条件等显著不同，因此，需要每次研究最适条件。另一方面，对于本发明中的多孔材料或纳米粒子等粒状材料而言，通过使前述表面存在多个不同的修饰基团，仅通过一种母材就能够实现各种性质。[0095]这些修饰基团能够根据需要适当地选择，例如，在以下说明的粒状材料受体层的实施例中，使用二氧化硅二氧化钛混合粒子作为粒子，用烷基及氨基修饰其表面。需要说明的是，对于在实施例2中制造的纳米粒子表面的构成而言，重要的是该纳米粒子表面存在的最长的修饰基团是烷基，因此，宏观上为疏水性。与此相对，由于微观上存在氨基，因此它们也有助于吸附。即，即使将氨基换成其他修饰基团、或者除氨基以外还附加其他修饰基团，只要烷基修饰密度不极端稀疏、或者不附加烷基以上的链长的基团，宏观上的性质就不会改变，因此，不需要每次都研究包覆条件。根据如上理由，即使不进行特别的处理，也能几乎相互独立地对受体层吸附的被检体分子的选择和受体层的性质进行设定选择。[0096]而且，对于多孔材料受体层的情况下的修饰基团而言，基本上与上述相同。但是，在多孔材料的情况下，有时其内表面积材料内部的空孔的表面积与外表面积材料的宏观表面的面积相比变得非常大，在这种情况下，一部分状况不同。例如，以下说明的实施例1中的多孔膜是传感器的表面固定有像海绵那样的结构的膜的多孔膜。该海绵结构部分的内部的表面积极大，另一方面其外表面积小。结果是，在这种情况下，修饰基团相对而言非常多地存在于内部，因此，在外表面露出的修饰基团不足，前述效果有可能减少。例如，由于考虑到以上提及的宏观上的疏水性由外表面而不是细孔内决定，因此，根据修饰基团的包覆密度，上述效果有可能不能充分发挥。[0097]6作为受体层材料，能够使用多种无机多孔或无机粒子，因此，能够赋予受体层高的耐热性。由此，使用表面应力传感器等各种传感器，能够在高温条件下以高灵敏度检测多种物质。例如，在进行焊料的回流时、进行熔融的焊料或其附近的测定时，要求能够在250°：左右高温条件下工作的传感器。作为示例，对下述实施例2给出的由氨丙基和十八烷基修饰的二氧化硅二氧化钛混合粒状材料包覆的MSS而言，虽然修饰基团是有机物，但是作为粒子使用二氧化硅二氧化钛混合材料，因此能够耐受至相当程度的高温，即使在250Γ条件下也会充分地工作。当在受体层中不使用修饰基团时，能够容易地实现更高的耐热性。另外，实施例2是受体层由粒状材料构成的情况的示例，但是多孔材料受体层也相同。[0098]实施例[0099]以下，基于实施例进一步详细地说明本发明，当然，本发明不限于这些实施例。[0100]通过采用喷涂来包覆介孔二氧化硅而形成多孔材料受体层的MSS[0101]以下，作为表面应力传感器，举出上述膜型表面应力传感器MSS为例，将作为多孔材料的具有几纳米至几十纳米的孔径的介孔材料作为受体进行包覆时的效果进行说明。[0102]在本实施例中，将介孔二氧化硅薄膜用作多孔材料。前述制造方法是公知的，简单而言，首先在制造介孔二氧化硅薄膜时，制作由有机模板表面活性剂嵌段共聚物）、二氧化硅源，有机溶剂组成的前驱溶液，在基板上涂布前述前驱溶液。随着溶剂的挥发，表面活性剂嵌段共聚物自组装，在其周围形成二氧化硅的骨架。通过烧成，去除模板，得到目标介孔二氧化硅。多孔性二氧化硅的孔径能够通过有机模板表面活性剂嵌段共聚物）的尺寸进行控制，能够控制为2nm至IOOnm左右。在本实施例中，使用平均细孔径为35nm的介孔二氧化硅，其SEM图像示于图1。[0103]图2表示使用形成有多孔材料受体层的MSS对各种气体进行测定并对其结果进行主成分分析的结果，该多孔材料受体层是通过喷涂来包覆介孔二氧化硅从而形成的，该介孔二氧化娃的SEM图像示于图1。在测定时，将2ml安培瓶vialbottle与气体导入用特氟龙注册商标管连接，该安培瓶中已添加有Iml左右的对应于图4中举出的各种气体的溶液，将干燥氮气作为载气以IOOml分钟的流量流动，从而与安培瓶顶部空间的饱和蒸汽一起导入设置了包覆有介孔二氧化硅的传感器片的腔10秒钟。然后，导入干燥氮气10秒钟。重复三次此操作，根据用干燥氮气清除吸附于介孔二氧化硅的气体分子时得到的衰减曲线，以一定的间隔抽取多个信号值，用其进行主成分分析。能够确认尽管使用溶解聚合物等材料的有机溶剂的饱和蒸汽进行测定，也能够识别各种气体成分。另外，确认了该结果即使进行反复测定，也几乎不受影响而能够同样地进行测定。[0104]图3a、⑹表示检测将上述介孔二氧化硅包覆的MSS浸渍于液体的水和乙醇时的膜形状与信号的变化。更具体而言，浸渍前的信号是通过以下方法而得到:在与上述说明相同的条件下，作为气体，以IOOml分钟的流量，每30秒交替地流通辛烷的饱和蒸汽和干燥氮，同时测定。使水在设置有传感器片的密闭腔内流通1分钟左右，接着使乙醇流通1分钟左右。这些操作全部在室温条件下进行。然后，在与浸渍前相同的条件下再次进行测定，得到信号。由此，能够确认浸渍前后，MSS上的膜形状的外观几乎没有变化，而且，浸渍于这些液体中也几乎对测定结果的信号没有影响。[0105]如此地，能够确认在将多孔材料用作受体层的情况下，不仅高浓度气体几乎不会对膜的形状、信号产生影响，即使在浸渍于液体的溶剂的情况下，对膜的形状、信号也几乎不产生影响，并且能反复测定。这种高耐久性本质上源于使用无机材料作为用于上述实验中的多孔材料。当在本发明的背景下评价该实验结果时，通过本实验可知，即使受体层多孔化，也会发挥出充分高的耐久性，而且几乎没有确认到多孔化对耐久性有不良影响。[0106]通过氨丙基和十八烷基修饰的二氧化硅二氧化钛混合粒状材料而包覆的MSS[0107]以下，说明使用上述粒状材料的受体层的制造与测定的一个实施例。一般而言，通过以下方法制造的粒状材料，通常其直径为几纳米至几百纳米。因此，在本实施例中，将使用的粒状材料记作“纳米粒子”。但是，本发明中的粒状材料的直径不限于纳米级。[0108]上述纳米粒子通过氨基丙基三乙氧基硅烷APTES与四异丙醇钛TTIP在溶解有十八胺ODA的氨碱性的异丙醇（IPA水溶液中进行的共水解、缩合聚合反应而合成。上述合成反应使用具有微米尺寸的Y字型流路的特氟龙注册商标制微反应器实施（图4非专利文献4。前驱溶液为溶液1:APTESIPA、溶液2:Η20ΙΡΑ氨、溶液3:TTIPIPA、溶液4:H2OIPA四种，制备具有相同体积的溶液1至溶液4。通过注射栗，同时以恒定的速度输送前驱溶液。在并列的微反应器内分别混合溶液1与溶液2、溶液3与溶液4,进一步在其他微反应器内混合来自两反应器的吐出液，由此制成一个反应液。反应液向预先另行制备的前驱溶液5:0DAH20IPA中吐出，并以恒定的速度搅拌至吐出结束为止。然后，在室温条件下静置，得到上述纳米粒子分散液。将通过SEM观察的纳米粒子像表示于图5。[0109]通过将上述纳米粒子分散液与一定量的水混合，将粒子浓度制备成lgL，通过超声波照射使粒子分散后，立即使用喷雾涂布器在构成传感器主体的传感器片上喷雾。传感器主体使用专利文献1中提出的具有膜型结构的压阻式MSSpiezoresistancetypeMSS。[0110]将本实施例中制造的、包覆纳米粒子后的MSS的光学显微镜图像示于图6。通过与包覆前比较，能够确认膜结构整体被包覆。[0111]使用如此地形成的带受体层的MSS，进行水及易溶或难溶于水的化学物种的测定。具体而言，将水、甲醛福尔马林）、乙醇、IPA、己烷、庚烷、苯、甲苯的八种分别分取至安培瓶，向其以lOOmLmin流通作为载气的氮，从而含有恒定量的样品蒸汽的气体导入至保存有MSS的密闭腔。将各样品蒸汽的测定结果示于图7。作为比较对象，使用相同的喷雾涂布器使作为通用的聚合物的一个实例的PVPlgL溶液包覆相同结构的压阻式MSS，进行测定，其结果也表示在图7中。在水和甲醛的情况下，实施例的带受体层的MSS得到7〜8mV左右的信号，而比较对象的PVP包覆的MSS得到6mV左右的信号。在乙醇和IPA的情况下，实施例的MSS的信号强度降低，为3mV左右，而包覆PVP的MSS得到略小于6mV左右的输出。另一方面，在作为难溶于水的化合物的己烷、庚烷、苯、甲苯的任意情况下，MSS都得到ImV左右的微弱的信号。如此地，将带有通过包覆纳米粒子而成的受体层的MSS与仅包覆PVP的MSS相比，对水系样品的灵敏度高，相反，对醇系样品的灵敏度低。认为这是因为相对于PVP在结构中具有疏水的烃链和亲水的取代基含有N、0的极性基团），此处使用的含有大量亲水的氨丙基的纳米粒子吸附大量的水。由此表示出，通过仅包覆纳米粒子，能够得到与通用的聚合物同等以上的灵敏度，而且能够根据修饰基团的种类控制选择性。[0112]通过使氨丙基和十八烷基修饰的二氧化硅二氧化钛混合纳米粒子层叠而得到高灵敏度[0113]将与在实施例2中使用的纳米粒子相同的纳米粒子制备成其分散液的浓度成为lgL，用于对MSS的包覆。通过喷雾涂布器连续进行5次包覆，使用增加了受体层膜厚的MSS，与实施例2同样地测定八种化合物。将其测定结果表示于图8。[0114]对于易溶或难溶于水的化合物的响应特性的倾向与实施例2相同。对水和易溶于水的化合物的灵敏度的绝对值增加了约5倍左右。如此地，证实了通过控制纳米粒子的包覆量，能够制造具有任意的膜厚且能够进行稳定的测定的纳米粒子受体层。而且，也证实了随着该膜厚的增加，能够提高传感器灵敏度。[0115]带有包覆氨丙基和十八烷基修饰的二氧化硅二氧化钛混合纳米粒子而成的受体层的MSS在液体中的应用[0116]将实施例2中制造的带有包覆上述纳米粒子而成的受体层的MSS浸渍于水几秒后，提起，干燥，然后再次进行上述八种化合物的测定。首先，将浸渍于水前后的光学显微镜图像表示于图9。作为比较，将包覆PVP的MSS的实例也一并示出。可知在PVP的情况下，浸渍于水后，PVP完全溶解。另一方面，能够确认在包覆纳米粒子的MSS的情况下，浸渍前后的MSS的状态完全没有变化，在目测水平条件下受体层被完全保持。[0117]如此地，在本实施例中，对传感器主体进行包覆时，即使仅将分散有纳米粒子的悬浮液进行喷雾，也得到了即使浸渍于水也不会产生流失等损害的强固的粒状材料受体层。作为在粒子间能产生的引力，可举例分子间作用力、静电引力等，但是例如当分子间作用力提高时，其与粒径的平方成反比例增加，因此，粒子越小，越强固地附着。因此，如上文所述，即使在附着时不进行特别的处理，或者在附着过程中不使用粘着剂等有助于附着的其他物质，纳米粒子一旦在表面上附着，就会在表面上强固地附着，不会简单地脱落。当然，不妨碍与用于进一步提高附着强度的任何方法联用。[0118]接下来，将八种化合物的测定结果示于图10和图11。在图10中所示的包覆纳米粒子的传感器的情况下，对于难溶于水的化合物，得到与浸渍于水前相同的信号。而且，对于水和易溶于水的化合物，观察到灵敏度增加2倍左右。认为这是因为与纳米粒子结合的剩余的ODA通过浸渍于水而被洗去，更多的被检体分子能够吸附。另一方面，如图11所示，在包覆PVP的MSS的情况下，如图9中也能够确认的，通过浸渍于水，PVP受体层溶解于水，在MSS表面上几乎没有残留，因此，对于全部化合物，信号几乎都不能确认。[0119]当观察将MSS片从水提起的状态时，可知带有包覆纳米粒子而成的受体层的MSS将水完全排斥，表面为疏水性。然而，表现出对水系样品高灵敏度的吸附特性暗示存在亲水的表面。这可以理解为来自固定于二氧化钛表面的ODA的十八烷基与固定于二氧化硅表面的氨丙基的协同作用的结果。也就是说，由于链的长度长的十八烷基的存在，宏观上为疏水性，但是由于氨丙基共存，在微观上吸附水的位点大量存在，由此，实现液体状态等整体状态下bulkstate的水被排斥而水蒸汽换言之，分散于气体中的状态的水分子，而不是整体的水吸附的状态。根据十八烷基和氨丙基的链长为几A至Inm左右，认为通过将例如上述包覆纳米粒子的MSS设置于溶解有氨基和具有亲和性的分子蛋白质等）的水中，从而能够以从水中选择性地仅去除被检体分子的方式吸附。由此可知，不仅能够实现气体中测定，还能够实现例如直接测定血液体中的各种的气体的浓度等前所未有的液体中测定。[0120]对此处的“液体中测定”进行更具体的说明，如下所述。在使用如上所述的具有亲水基团和疏水基团修饰的粒子的情况下，假设两修饰基团在粒子表面周期性或者，在更严谨的含义上，不是周期性而是以非常短的间隔相互交替地配置，则疏水基与亲水基交互存在。如果整体状态下的水接触这种状态的表面，则相邻的疏水基之间有可能会形成像包含了空气的“袋”那样的状态。在上文所述的配置状态下，由于疏水基与疏水基之间存在亲水基，因此，在形成该“袋”的区域存在亲水基，预想这种亲水基前端与整体水的距离小于lnm。因此，能通过将液体中的溶存分子吸取至该袋中来检测该溶存分子。换言之，能够在液体中进行一种气体中测定。另外，根据上文“通过将本发明的多孔材料或粒状材料包覆层作为受体的传感器而能够实现的事项”的（5中说明的内容可知，即使是使用多孔材料的受体层，该测定方法也基本上能够实现，但是需要注意的是，由于多孔的结构，有时不会充分地发挥作用。[0121]对于这种所谓的“液体中的气体测定”而言，也可以通过以下方式实现、即使用具有气体分子会透过而液体分子不会透过的性质的材料例如，能够使用为了除去液体中的溶存气体等使用的扩展成二维状的中空纤维膜、其他具有这种性质的半透膜等），以使传感器元件的周围形成相当于上述这种“袋”的气体环境的方式制成包围传感器元件的结构。如此地，传感器元件不接触液体试样，就能检测在液体试样中溶存的气体成分。在这种情况下，包覆于传感器元件的受体层在原理上能使用能用于气体试样的测定的任何材料。例如，如图9中所确认的，当PVP等亲水性的聚合物浸渍于水时会迅速溶解，不能实现液体中测定，但是如果利用此处说明的使用中空纤维膜等的“液体中的气体测定”的原理，水中的测定也成为可能。[0122]图14表示用于通过在袋状的中空线膜中收纳表面应力传感器而进行液体中的气体测定的构成例的概念图。在图14表示的液体中的气体传感器中，作为传感器主体，使用MSS，而且将表面形成有受体层的表面应力传感器收纳在袋状的中空纤维膜中，该受体层适合于要测定的气体分子。而且，如图所示，输送通过连接有MSS的插座而取出的检测信号的信号线向上方伸出，连接至未图示的测定器的AD转换器。进一步地，在收纳这些信号线的管的下端附近以防水方式安装中空纤维膜的袋。进一步地，配置成能够通过管向中空纤维的袋施加负压。在使用时，表面应力传感器在保持被收纳于中空纤维膜的袋的状态下浸渍在液体试样中。对于中空纤维膜而言，液体例如水分子不会通过，而由膜的组成、结构等决定的某些种类的气体分子透过，因此，在液体试样中溶解的气体分子透过中空纤维膜，移动至中空纤维的袋内部的袋状气体环境中。在该状态下，通过管向袋施加负压，从而加速气体分子的透过。而且，通过施加负压，中空纤维膜的袋的容积、即袋状气体环境的体积因内外的压力差而变小。由于袋状气体环境的体积变小，使得透过的气体在该环境中的浓度能够以短时间到达平衡状态。[0123]另外，该“液体中的气体测定”与在液体试样的正上方设置传感器元件并测定液体试样的蒸汽的情况相比，具有如下所述的特征。由于能够将传感器元件和相当于其周围的封闭的“口袋”的气体环境整体浸渍在液体中，因此，与蒸汽等气体环境的波动大的环境相比，能在更稳定的环境下测定。而且，对于中空纤维膜的内部、也就是设置有传感器元件的一侧，通过用其他栗等进行抽吸而施加负压，从而减少在相当于“袋”的气体环境中存在的夹杂成分，并且能从液体试样中积极地抽出气体分子，因此，能实现更高精度的测定。[0124]另外，在图14中示出在袋状的膜内收纳整个表面应力传感器的结构，例如，通过用膜仅对表面应力传感器的传感器表面或者，除此以外的传感器表面附近进行包覆，能够紧凑地构成液体中的气体传感器。[0125]另外，能够在本实施例的纳米粒子表面使亲水性的修饰基团与疏水性的修饰基团周期性地或者近似周期性地混杂的原因是，该纳米粒子为二氧化硅二氧化钛混合纳米粒子，在其表面上键合有各修饰基团的二氧化硅部分与二氧化钛部分反复出现。为了制造多种材料在表面反复出现的纳米粒子，如实施例2所示，在有机物存在下混合多种醇盐进行反应即可。而且，为了控制通过该反应制造的纳米粒子的尺寸和形状，使用例如实施例2那样的流量合成法flowsyntheticmethod即可。对于流量合成法，在例如非专利文献4中有所说明。需要说明的是，在多孔材料的情况下也同样地操作，能够实现修饰基团的这种周期性混合存在。[0126]微观上呈亲水性的条件是粒子上、更通常是在受体层表面上的疏水性基团的链长比粒子上的亲水性基长。由此，整体的水被疏水性基团排斥，而只要是分子就能够接近亲水基。另外，认为在理论上，即使在未用纳米粒子包覆的平滑的表面，也能够实现同样的现象。但是，以使具有亲水性和疏水性这样相反的性质的修饰基团以产生上述现象的程度的极小间距混杂的方式包覆平滑的基板等的表面，这在实际上是困难的。以粒子级同时具有亲水性和疏水性这种相反的多个性质，这在实现容易性方面也是有利的。[0127]另外，通过在粒子表面利用多种表面修饰基团进行修饰而实现的功能不限于如上所述的由多种表面修饰基团相互协同的作用而产生的功能。例如，多种修饰基团中的某些基团通过与被检体分子结合而实现检测灵敏度的提高、选择性检测；其他修饰基团通过与传感器主体表面结合，提高粒子与传感器表面的结合的耐久性、耐环境性。[0128]在检测不同物理参数的这类传感器中的应用QCM作为一个实例）[0129]在实施例5中，以与实施例2相同的步骤，用纳米粒子包覆QCM，用于上述八种化合物的测定。即使在使用QCM作为传感器主体的情况下，包覆其表面的受体层也具有与MSS几乎相同的结构。将其测定结果示于图12。纳米粒子包覆前的QCM对全部化合物仅表现出1〜2Hz左右的共振频率变化，与此相对，纳米粒子包覆后则表现出其几百〜千倍的共振频率的变化。而且，还表现出对各个化合物明显不同的信号波形，能通过目测判别化合物。[0130]作为比较对象，使用包覆了PVP的QCM，进行上述八种化合物的测定。将其结果示于图13。共振频率变化大的为50Hz左右，小的为几Hz左右。此处，已知共振频率变化是与在QCM上产生的质量变化成近似比例关系。此次使用的包覆前的QCM的共振频率为约8997130Hz，PVP包覆后为8991055Hz，因此，伴随包覆产生的共振频率的变化为约6kHz。另一方面，由于纳米粒子包覆后的共振频率为8960410Hz，因此，伴随包覆产生的共振频率的变化为约36kHz。即，QCM的电极表面上存在的纳米粒子以质量换算计比PVP多6倍左右。据此，为了比较使用PVP包覆的QCM得到的各化合物的测定结果与使用纳米粒子包覆的QCM得到的各化合物的测定结果，如果比较包覆的受体物质的每单位质量，则需要将前者中的共振频率变化设为6倍。在此情况下，共振频率变化大的为300Hz，但是该值与包覆纳米粒子的情况相比，依然小6倍左右。[0131]以上内容表示，通过将纳米粒子包覆其他传感器表面，也能够实现高灵敏度和选择性，显著高于将现有材料作为受体层的情况。在带多孔受体层的情况下也得到同样的结果。[0132]带有包覆金属有机结构体MOF纳米粒子而成的受体层的MSS[0133]对于受体层而言，能够使用上述材料以外的多种材料。作为前述其他材料的实例，制造具有由MOF纳米粒子形成的受体层的MSS，测定其对各种化合物的检测特性。作为M0F，使用ZIF-7、ZIF-8以及ZIF-71，其结晶结构示意图和纳米粒子的SEM图像示于图15。虽然如非专利文献5〜7中所述地这些MOF纳米粒子的制造方法分别是公知的事项，以下简单地进行说明。[0134][ZIF-7纳米粒子的合成][0135]基于非专利文献5，如下所述地操作，合成该纳米粒子。首先，将硝酸锌六水合物302mg，1.02mmo1溶解在N，N-二甲基甲酰胺（IOmL中，在室温条件下，一边搅拌一边将其快速地注入苯并咪唑（769mg，6.4mmol的N，N-二甲基甲酰胺（IOmL溶液中。继续搅拌12小时后，在15000Xg的条件下对乳白色的悬浮液进行1小时离心分离。缓缓地倒出上清，用甲醇代替，对该混合物进行1分钟超声波处理，使粒状物质再分散。进一步重复三次离心分离洗净处理。其结果是，为了另行使用，保留得到的悬浮液的一半的量，使剩余的一半干燥在大气中、60°C条件下干燥2〜3小时，然后在真空中一边持续抽真空一边在180°C条件下干燥一晚），得到偏黄色的白色固体物质l〇4mg以Zn为基准，收率为71%。[0136][ZIF-8纳米粒子的合成][0137]基于非专利文献6，如下所述地进行操作，合成该纳米粒子。首先，将硝酸锌六水合物297mg，Immol溶解在甲醇20mL中，一边搅拌一边将其快速地注入2-甲基咪唑649mg，7.9mmol的甲醇20mL溶液中。继续搅拌6小时30分钟后，在15000Xg的条件下对乳白色的悬浮液进行1小时离心分离。缓缓地倒出上清，用新的甲醇代替，对该混合物进行5分钟超声波处理，使粒状物质再分散。进一步重复两次离心分离洗净处理。其结果是，为了另行使用，保留得到的悬浮液的一半的量，使剩余的一半干燥在大气中、90°C条件下干燥2〜3小时，然后在真空中一边持续抽真空一边在180°C条件下干燥一晚），得到淡黄色的固体物质38mg以Zn为基准，收率为35%。[0138][ZIF-71纳米粒子的合成][0139]基于非专利文献6，如下所述地进行操作，合成该纳米粒子。首先，将无水醋酸锌220mg，Immol溶解在N，N-二甲基甲酰胺（IOmL中，在室温条件下，一边搅拌一边将其快速地注入4,5-二氯咪卩坐（96〇11^，61]11]1〇1的1'1，1'1-二甲基甲酰胺（1〇1]11^溶液中。继续搅拌4小时后，在15000Xg的条件下对乳白色的悬浮液进行30分钟离心分离。缓缓地倒出上清，用甲醇代替，对该混合物进行1分钟超声波处理，使粒状物质再分散。进一步重复三次离心分离洗净处理。其结果是，为了另行使用，保留得到的悬浮液的一半的量，使剩余的一半干燥在大气中、在60°C条件下干燥，然后一边抽真空一边在180°C条件下干燥一晚），得到偏灰色的白色的固体104mg以Zn为基准，收率为71%。其结果是，为了另行使用，保留得到的悬浮液的一半的量，使剩余的一半干燥在大气中、在60°C条件下干燥2〜3小时，然后一边在真空中持续抽真空一边在180°C条件下干燥一晚），得到茶色的粉末75mg以Zn为基准，收率为46%〇[0140]将上述三种MOF纳米粒子分别包覆在MSS上，以规定的周期分别断续地供给九种化合物、具体为水H2O、福尔马林HCHOaq、乙醇EtOH、异丙醇（IPA、丙酮Acetone、己烷Hexane、庚烧Heptane、苯Benzene、甲苯Toluene的蒸汽时，采用与实施例2相同的方法测定来自MSS的检测输出的时间变化。需要说明的是，由于将ZIF-7、ZIF-8以及ZIF-71包覆于MSS时使用的方法不同，因此，当MOF的种类不同时，其受体层的厚度也不同。因此，不能比较不同MOF间的检测特性的绝对值。但是，除此以外的测定条件尽可能统一，因此，能够比较使用相同的MOF的情况下的检测特性。进一步地，也能够在不同的MOF间比较改变被检体物质时的检测特性的倾向。分别将受体层为ZIF-7、ZIF-8以及ZIF-71的情况下的检测输出示于图16A和图16B、图17A和图17B、以及图18A和图18B。[0M1]进一步地，将对以此方式得到的检测输出的时间变化的峰值具体而言，开始导入试样气体后30秒的检测输出）进行绘制的曲线图示于图19。但是，在该曲线图中，对于MOF纳米粒子，用最大峰值将这些峰值标准化。根据该曲线图，能够推测出各MOF对极性或非极性化合物的大致亲和性。[0142]带有组合氧化石墨烯GO与卟啉而成的受体层的MSS[0143]使通过在氧化石墨烯GO中组合卟啉而形成的受体层在MSS上成膜。测定对各种化合物的检测输出。作为卟啉，使用T3，5-DHPP5，10，15，20-四（3’，5’-二羟基苯基）卟啉，Por-OH和Zn-T3，5-DHPP3’，5二羟基苯基）卩卜啉锌（II，Zn-Por-OH，前者的化学结构式示于图20中，后者的化学结构式示于图24中。如非专利文献8中所记载的，已知GO具有容易成为多孔的性质。本实施例的受体层成为在这种多孔的GO的网络中载置卟啉Por-OH，Zn-Por-ΟΗ而成的结构。在以下提及的SEM图像中，观察在Si基板上旋涂了少量的样品，以使每张都能清楚可见，但是，认为载置于传感器膜上的物质形成如非专利文献8所述的多孔状的网络。[0144][P0r-0H+G0][0145]准备GO水溶液约100mgL和Por-OH甲醇溶液（ImM，改变两者的混合比，制造以下三种Por-OH和GO混合溶液。[0146]IGO水溶液500yL+Por-0H甲醇溶液IOyL[0147]2GO水溶液500yL+Por-0H甲醇溶液IOOyL[0148]360水溶液50^1^卩^-0!1甲醇溶液100^1^[0149]通过旋涂将混合溶液（1〜⑶涂布于Si基板，进行干燥，将得到的样品的SEM图像分别示于图21的带圈数字1〜3。[0150]通过喷墨使混合溶液⑴〜⑶分别在MSS上成膜，从而制造带受体层的MSSChl〜Ch3〇[0151]Chl:将混合溶液⑴进行250次喷射[0152]Ch2:将混合溶液⑵进行250次喷射[0153]Ch3:将混合溶液⑶进行750次喷射[0154]进一步地，作为比较对象，在MSS上通过喷墨将GO水溶液进行250次喷射，从而制造带受体层的MSSCh4。将以此方式制造的MSSChl〜Ch4的表面进行喷墨喷射的一侧）以及背面与进行喷墨喷射的面相反侧的面的显微镜照片分别示于图22的a和b。[0155]使用以此方式制造的四种MSS，对十四种化合物、即水H2O、丙酮acetone、甲基乙基酮MEK、甲醇MeOH、乙醇EtOH、异丙醇（IPA、丁醇BuOH、醋酸（CH3⑶0H、己烷hexane、辛烧octane、苯（benzene、甲苯（toluene、四氨咲喃（THF、乙酸乙酯AcOEt进行测定，将这些结果的曲线图示于图23。另外，该测定在与上文所述的实施例、例如实施例6相同的条件进行。在该曲线图中，对各MSSChl〜Ch4,用水的测定值对各测定值进行标准化。在该曲线图中，对具有在GO中组合Por-OH而成的受体层的Chl〜Ch3的检测输出和具有仅由GO构成的受体层的Ch4的检测输出进行比较，可知与仅存在GO的情况相比，在GO中组合P〇r-0H的情况对水的选择性变高（从曲线图上看，对除水以外的化合物的检测输出变小）。[0157]准备GO水溶液约100mgL和Zn-Por-OH甲醇溶液（ImM，改变两者的混合比，制造以下三种Por-OH和GO混合溶液。[0158]1’）GO水溶液500yL+Por-0H甲醇溶液IOyL[0159]2’）GO水溶液500yL+Por-0H甲醇溶液IOOyL[0160]3’）GO水溶液500yL+Por-0H甲醇溶液IOOOyL[0161]通过旋涂将混合溶液（1’）〜3’）涂布于Si基板，进行干燥，将得到的SEM图像分别示于图25的带圈的数字1〜3。[0162]通过喷墨使混合溶液（1’）〜（3’）分别在MSS上成膜，从而制造带受体层的MSSChl〜Ch3〇[0163]Chl:将混合溶液1’）进行250次喷射[0164]Ch2:将混合溶液2’）进行250次喷射[0165]Ch3:将混合溶液3’）进行750次喷射[0166]进一步地，作为比较对象，在MSS上通过喷墨将GO水溶液进行250次喷射，从而制造带受体层的MSSCh4。将以此方式制造的MSSChl〜Ch4的表面进行喷墨喷射的一侧）以及背面与进行喷墨喷射的面相反侧的面的显微镜照片分别示于图26的a和b。[0167]使用如此地制造的四种MSS，与P〇r-0H+G0的情况相同，将对十四种化合物、即水H2O、丙酮（acetone、甲基乙基酮MEK、甲醇（MeOH、乙醇（EtOH、异丙醇（IPA、丁醇BuOH、醋酸（QfeCOOH、己焼hexane、辛焼（octane、苯（benzene、甲苯（toluene、四氨呋喃THF、乙酸乙酯AcOEt进行测定的曲线图示于图27。需要说明的是，该测定也采用与上文所述的实施例、例如实施例6相同的条件进行。在该曲线图中，对各MSSChl〜Ch4,用水的测定值对各测定值进行标准化。在该曲线图中，对具有在GO中组合Por-OH而成的受体层的Chl〜Ch3的检测输出与具有仅由GO构成的受体层的Ch4的检测输出进行比较，此处，可知，与仅存在GO的情况相比，在GO中组合Zn-Por-OH的情况对水的选择性变高从曲线图上看，对除水以外的化合物的检测输出变小）。[0168]现有技术文献[0169]专利文献[0170]专利文献1:国际公开2011148774号公报。[0171]非专利文献[0172]非专利文南犬I:G.Yoshikawa，"MechanicalAnalysisandOptimizationofaMicrocantileverSensorCoatedwithaSolidReceptorFilmj^Appl.Phys.Lett.98,173502-1-173502-32011；[0173]非专利文献2:G.Yoshikawa，C.J.Y.LeeandK.Shiba，"EffectsofCoatingMaterialsonTwoDimensionalStress-InducedDeflectionofNanomechanicalSensors，"J.Nanosci.Nanotechnol·14,2908-29122013;[0174]非专利文南犬3:W.Heni，L.VonnaandH.Haidara,^ExperimentalCharacterizationoftheNanoparticleSizeEffectontheMechanicalStabilityofNanoparticle-BasedCoatings，〃NanoLett·15,442-4492015;[0175]非专利文献4:K·ShibaandM.Ogawa，"MicrofluidicsynthesesofwelI-definedsub-micronnanoporoustitaniasphericalparticles，〃Chem.Commun.6851-68532009；[0176]非专利文献5:Yan-ShuoLi，Fang_YiLiang，HelgeBux，ArminFeldhoff，Wei_ShenYang，andJuergenCaro，"MolecularSieveMembrane:SupportedMetal.OrganicFrameworkwithHighHydrogenSelectivity,^Angew.Chem.Int.Ed.,49,548-5512010；[0177]非专利文南犬6:JanoschCravillon,SimonMuenzer,Sven-JareLohmeierjArminFeldhoffjKlausHuber，andMichaelWiebcke，"RapidRoom-TemperatureSynthesisandCharacterizationofNanocrystalsofaPrototypicalZeoliticImidazolateFramework，"Chem.Mater.21，1410-14122009;[0178]非专利文献7:MinTu，ChristianWiktor，ChristophRoeslerandRolandA.Fischer，"Rapidroomtemperaturesynthesesofzeolitic-imidazolateframeworkZIF；[0179]非专利文南犬8:LiliJiangandZhuangjunFan,^Designofadvancedporousgraphenematerials:fromgraphenenanomeshto3Darchitectures，"Nanoscale，6，1922-19452014。

权利要求：1.一种传感器，其将多孔材料或粒状材料包覆在检测物理参数的这类传感器主体上，根据因前述多孔材料或粒状材料吸附被检体分子而导致的前述物理参数的变化，检测前述被检体分子。2.如权利要求1所述的传感器，其中，前述多孔材料或粒状材料由无机物质构成。3.如权利要求2所述的传感器，其中，前述无机物质为二氧化硅。4.如权利要求1至3中任一项所述的表面应力传感器，其中，前述多孔材料或粒状材料是平均孔径为Imm以下的多孔材料。5.如权利要求4所述的传感器，其中，前述多孔材料的平均孔径为0.Inm以上且500nm以下。6.如权利要求3所述的传感器，其中，前述二氧化硅为介孔二氧化硅。7.如权利要求1所述的传感器，其中，前述多孔材料或粒状材料选自由无机材料、有机材料、无机有机混合材料、金属有机结构体、在结构中包含自组装的表面活性剂胶束的材料、纤维分散在塑料中而成的材料、碳材料、以及生物材料组成的组。8.如权利要求7所述的传感器，其中，前述无机材料是选自由氧化物、氮化物、硫化物、金属、金组成的组的一种或多种材料、或者是含有以任意的比例对选自前述组的多种材料进行复合而成的物质的无机物；前述有机材料是在结构中具有能聚合的官能团作为主链、在侧链具有取代基的有机物；前述无机有机混合材料选自由以任意的比例将前述无机材料与有机材料进行复合而成的无机有机混合物组成的组；前述金属有机结构体选自由HKUST-l、IRMOF、MOF、ZIF、UIO、以及MIL组成的组；前述在结构中包含自组装的表面活性剂胶束的材料选自由在二氧化硅骨架中包含阳离子型表面活性剂的材料以及在金属骨架中包含嵌段共聚物的材料组成的组；纤维分散在塑料中而成的材料是纤维强化塑料；前述碳材料是将sp2碳原子作为骨架的物质；前述生物材料是从肽、蛋白质、酶、糖、脂质、以及蛋白质中选出的材料、或者是选自肽、蛋白质、酶、糖、脂质、以及蛋白质的材料与前述无机材料的复合体。9.如权利要求8所述的传感器，其中，前述无机材料和前述无机有机混合材料的至少一种中的前述复合体是从由不均匀地接合成杰纳斯粒子状的形态、核-壳状的形态、以及一种粒子内部分散有多个其他种类的粒子的形态组成的组中选出的形态。10.如权利要求8所述的传感器，其中，前述有机物从由聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二乙烯基苯、聚异丙基丙烯酰胺、扑啉、在卟啉环中导入了取代基而得的化合物、以及具有过渡金属的卟啉金属络合物组成的组中选出。11.如权利要求1至10中任一项所述的传感器，其中，前述多孔材料或粒状材料的表面用一种或多种表面修饰基团修饰。12.如权利要求11所述的传感器，其中，前述表面修饰基团中的至少一种表面修饰基团吸附前述被检体分子。13.如权利要求11或12所述的传感器，其中，前述多种表面修饰基团中，第一表面修饰基团是疏水性的表面修饰基团，前述多种表面修饰基团中，与前述第一表面修饰基团不同的第二表面修饰基团是亲水性且比前述第一表面修饰基团短的表面修饰基团，前述受体层的表面在宏观上是疏水性，在微观上是亲水性。14.如权利要求13所述的传感器，其中，前述第二表面修饰基团是氨丙基，前述第一表面修饰基团是链长比氨丙基更长的烷基。15.如权利要求11至14中任一项所述的传感器，其中，在前述多孔材料或粒状材料的表面反复出现多种物质，前述多种物质分别被相互不同种类的前述表面修饰基团修饰。16.如权利要求15所述的传感器，前述多种物质至少是二氧化钛和二氧化硅。17.如权利要求1至16中任一项所述的传感器，其中，前述多孔材料或粒状材料是纳米粒子。18.如权利要求1至17中任一项所述的传感器，其中，前述物理参数是从表面应力、应力、力、表面张力、压力、质量、弹性、杨氏模量、泊松比、共振频率、频率、体积、厚度、粘度、密度、磁力、磁荷、磁场、磁通量、磁通量密度、电阻、电量、介电常数、电功率、电场、电荷、电流、电压、电位、迀移率、静电能、电容、电感、电抗、电纳、导纳、阻抗、电导、等离子激元、折射率、光度以及温度中选出的至少一种。19.如权利要求18所述的传感器，其中，前述传感器主体是表面应力传感器或QCM。20.—种权利要求1所述的传感器的制造方法，其中，在检测物理参数的这类传感器主体的表面上原位合成前述多孔材料。21.—种液体中气体传感器，其特征在于，具有:传感器；以及，覆盖前述传感器且液体分子不透过而至少一部分气体分子透过的膜，前述传感器的传感器表面与前述膜之间形成空隙。22.如权利要求21所述的液体中气体传感器，其中，前述膜是中空纤维膜或半透膜。23.如权利要求21或22所述的液体中气体传感器，其中，具有向前述空隙施加负压的机构。

百度查询： 国立研究开发法人物质材料研究机构 具有多孔材料或者粒状材料作为受体层的传感器

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