表面プラズモン共鳴現象を用いたエレクトロニックノーズシステムの機能設計と構築

センサ技術は、情報処理や情報伝達技術の発展に比べて著しく遅れており、技術の差は広がる一方である。特に、人間の五感に相当するセンサの中で、嗅覚に相当する匂いセンサ(申請者らは、エレクトロニックノーズと呼んでいる)の研究が著しく遅れており、種々の化学物質の集まりである「匂い」分子を客観的に認識・検知でき、かつ情報システムに直結できるようなインテリジェントで多機能な「エレクトロニックノーズシステム」の構築が急務である。本研究は、このような背景のもと、センサに分子認識機能を持たせるための分子認識薄膜の機能設計ならびに作製技術およびセンサを情報システムに直結する技術の確立を目的に行われた。本年度、以下の成果を挙げることが出来た。(1)異なる分子認識膜を堆積させた表面プラズモン共鳴型匂いセンサを作成し,マルチチャネル型センサの動作が可能かの評価を行った結果,ひとつのチィップ(1枚の金膜上)に4種類の選択性の異なるセンサを作成できることおよびそれらがワンチィップ上で,同時に動作可能であることを明らかにできた。(2)センサの応答パターンの解析法の検討を行い,ニューラルネットワーク,主成分分析などのパターン認識法が有効であることおよびそれらの多変量解析を行うことで,匂い分子の識別判定が可能であることを明らかにできた。(3)また,分子認識膜を有する表面プラズモン共鳴式化学センサが味センサと賭しても利用可能であることを明らかにできた。

センサ技術は、情報処理や情報伝達技術の発展に比べて著しく遅れており、技術の差は広がる一方である。特に、人間の五感に相当するセンサの中で、嗅覚に相当する匂いセンサ(申請者らは、エレクトロニックノーズと呼んでいる)の研究が著しく遅れており、種々の化学物質の集まりである「匂い」分子を客観的に認識・検知でき、かつ情報システムに直結できるようなインテリジェントで多機能な「エレクトロニックノーズシステム」の構築が急務である。本研究は、このような背景のもと、センサに分子認識機能を持たせるための分子認識薄膜の機能設計ならびに作製技術およびセンサを情報システムに直結する技術の確立を目的に行われた。本年度、以下の成果を挙げることが出来た。(1)異なる分子認識膜を堆積させた表面プラズモン共鳴型匂いセンサを作成し,マルチチャネル型センサの動作が可能かの評価を行った結果,ひとつのチィップ(1枚の金膜上)に4種類の選択性の異なるセンサを作成できることおよびそれらがワンチィップ上で,同時に動作可能であることを明らかにできた。(2)センサの応答パターンの解析法の検討を行い,ニューラルネットワーク,主成分分析などのパターン認識法が有効であることおよびそれらの多変量解析を行うことで,匂い分子の識別判定が可能であることを明らかにできた。(3)また,分子認識膜を有する表面プラズモン共鳴式化学センサが味センサと賭しても利用可能であることを明らかにできた。