超香紋：分子レベルでニオイを識別する流体熱力学「全分子量スペクトル」法の創出

超级香味：创建流体热力学“全分子量谱”方法，在分子水平上识别气味

基本信息

批准号：
21K18859
负责人：
柴弘太
金额：
$ 4.08万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18859/
关键词：
ニオイ流体熱力学質量分析分子量モバイル

项目摘要

本研究では、物理的に分子を測る独自手法（流体熱力学質量分析；AMA）をもとに、ニオイ識別のための新コンセプト「超香紋」を提案する。AMAは従来の質量分析に必須の試料のイオン化を必要としないため測定系を大幅に小型化でき、モバイル用途が視野に入る。また、物質固有の分子量をリアルタイム測定可能という特長を有する。そこで、ニオイを吸着材へ捕集し、昇温・吸引により脱離させた分子をAMAによって逐次測定することで、ニオイの全成分に基づく「全分子量スペクトル＝超香紋」を取得する。これはニオイの中身を反映するため、指紋認証のように、ニオイ間の比較を定量的な情報に基づいて超高精度に行うことができる。様々な吸着材を用いることで、いかなるニオイに対しても全分子量スペクトルを取得するための条件最適化・指針獲得を行う。以上のように、呼気診断など挑戦的かつ有意義なニオイ識別を、手軽に実施するための成果を創出する。昨年度は上記目的に向けて様々な検討を行っている中で、予期せず気体測定のための新たな手法を創出した。この手法は色の変化に基づいて気体を識別することができるものであり、詳細な検討の結果、色の変化は気体の分子量および粘度に依存することを見出した。これら二つの量は相互に依存しないため、原理的に一種類の気体は一つの色を与えることになる。つまり、この色自体をその気体に固有の指紋のように扱うことができる。この技術と、これまで継続して検討を進めているガスクロマトグラフィーを利用した分離・濃縮機構を組み合わせることで、ニオイに含まれる構造異性体にも対応可能な超香紋を実現することが可能になると考える。

在这项研究中，我们提出了一种基于物理测量分子（流体热力学质谱法; AMA）的独特方法的新概念，称为“超级分数”，用于气味鉴定。由于AMA不需要样品的电离，这对于常规质量分析至关重要，因此可以大大降低测量系统，从而使其成为移动应用程序的视野。它还具有一个优点，即可以实时测量物质独特的分子量。因此，气味是在吸附剂中收集的，并且使用AMA依次测量已经通过ama依次测量的分子，以获得基于气味的所有成分的“总分子量=超级味的模式”。这反映了气味的内容，因此可以根据定量信息（例如指纹身份验证）以超高准确性进行异味之间的比较。通过使用多种吸附剂，可以优化条件，并获得指南，以获得任何气味的完整分子重量谱。如上所述，创建结果是为了容易实施具有挑战性和有意义的气味识别，例如呼吸诊断。去年，在针对上述目标的各种考虑之中，我们出乎意料地创建了一种新的气体测量方法。该技术允许根据颜色变化识别气体，经过详细的检查，发现颜色变化取决于分子量和气体的粘度。由于这两个数量不是相互依存的，因此原理一种类型的气体会产生一种颜色。换句话说，这种颜色本身可以视为气体独有的指纹。通过使用气相色谱法将该技术与分离和浓度机制相结合，该技术经过不断研究，可以实现一种超级味的模式，可以容纳气味中包含的结构异构体。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Harvard University/University of Connecticut(米国)

哈佛大学/康涅狄格大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

流体センサ、流路及びその製造方法並びに流体センサ製造方法

流体传感器、流道及其制造方法、以及流体传感器的制造方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

流れ誘起ひずみの構造色による可視化を利用した気体識別デバイス

使用流引起应变的结构颜色可视化的气体识别装置

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
柴弘太;Chao Zhuang;南皓輔;今村岳;田村亮;佐光貞樹;出井拓己;吉川元起;Luyi Sun;David A. Weitz
通讯作者：
David A. Weitz

気体および液体粘度の単一マイクロ流路測定

单微通道测量气体和液体粘度

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
油空圧技術
影响因子：
0
作者：
Minami Kosuke;Imamura Gaku;Tamura Ryo;Shiba Kota;Yoshikawa Genki;柴弘太
通讯作者：
柴弘太

Dual domain acoustic olfactory discriminator

DOI：
10.1016/j.sna.2022.114102
发表时间：
2022-12
期刊：
Sensors and Actuators A: Physical
影响因子：
0
作者：
T. Yildirim;Meng-Qun Feng;Thuc Anh Ngo;Kota Shiba;K. Minami;Genki Yoshikawa
通讯作者：
T. Yildirim;Meng-Qun Feng;Thuc Anh Ngo;Kota Shiba;K. Minami;Genki Yoshikawa