JP2009276209A - 濃度測定システム及び濃度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、検出対象物質の濃度が未知であっても適切な検出濃度範囲で当該検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定することができる濃度測定システム及び濃度測定方法を提供する。
【解決手段】濃度測定システムにおいて、検出対象物質を含有する流体試料が供給される供給層Ｌ１や、供給層Ｌ１と隣接するように配置された検出層Ｌ２、供給層Ｌ１と検出層Ｌ２とを隔てるように配置され、少なくとも検出対象物質が透過する透過膜４００、検出層Ｌ２に透過膜４００と対向して配置された電極２４０などを有する酵素センサ１０と、透過膜４００にかかる圧力を調整するバルブ駆動装置４０及び供給側流量調整バルブ４２と、を備え、酵素センサ１０による検出結果に関する検出結果データと、調整された透過膜４００にかかる圧力と、に基づいて、検出対象物質の濃度を測定するよう構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、濃度測定システム及び濃度測定方法に関する。

従来、気体試料中や液体試料中の特定物質の濃度を検出するバイオセンサ等のセンサの研究・開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。
ところで、センサでは、気体試料中や液体試料中における検出対象物質の濃度が未知である場合が多いため、広範な検出濃度範囲を有することが望まれている。

そこで、例えば、酵素電極において、測定電極群配置部に予め設定された配置高さで酸素透過膜を配置形成して検体を充填する空間を形成し、かつ当該空間内に検体を充填して検体の空気界面と測定電極群との高さを小さくすることによって、高濃度の検体を検出可能となるように構成した酸素反応律速による反応制限の解決を目的とした酵素電極が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
また、例えば、電気化学センサにおいて、作用電極を覆う半透膜の層数を増加させることによって、高濃度の検体を検出可能となるように構成した電気化学センサが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
また、例えば、少なくともトランスデューサ、機能性膜及び制限透過膜の順に設けられた化学センサにおいて、制限透過膜における機能性膜と対向する側の面に形成された凹凸形状を適宜設定することによって、検出濃度範囲を設定できる化学センサが提案されている（例えば、特許文献６参照）。
特表２００７−５１１７４４号公報 特開２００５−２６５６７２号公報 特開平０８−１９３９６９号公報 特許第２５３６７８０号公報（図７） 特開平０８−１９３９６９号公報（図２５、図２６） 特許第３６８３１５０号公報

しかしながら、特許文献４及び５記載の発明では、検体の空気界面と測定電極群との高さを小さくしたり、半透膜の層数を増加させたりすることによって、検出濃度範囲が拡大されているが、検出濃度範囲が広範になるほど、その広範な検出濃度範囲を部分的に見た場合には精度が悪く、検出誤差が大きくなる傾向がある。
また、特許文献６記載の発明では、目的とする検出対象物質の濃度に合わせて、制限透過膜の凹凸形状を設定するようになっているが、目的とする検出対象物質の濃度が未知である場合、凹凸形状がそれぞれ異なる複数の制限透過膜を用意しなければならないという問題がある。

本発明の課題は、簡易な構成で、検出対象物質の濃度が未知であっても適切な検出濃度範囲で当該検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定することができる濃度測定システム及び濃度測定方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
濃度測定システムにおいて、
検出対象物質を含有する流体試料が供給される供給層と、前記供給層と隣接するように配置された検出層と、前記供給層と前記検出層とを隔てるように配置され、少なくとも前記検出対象物質が透過する透過膜と、前記検出層に前記透過膜と対向して配置された電極と、を有するセンサと、
前記透過膜にかかる圧力を調整する調整手段と、
前記センサによる検出結果に関する検出結果データと、前記調整手段により調整された前記透過膜にかかる圧力と、に基づいて、前記検出対象物質の濃度を測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の濃度測定システムにおいて、
前記測定手段は、
前記透過膜にかかる圧力が所定の大きさとなるよう、前記調整手段に調整させる調整制御手段と、
前記センサの応答出力に関する応答データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された応答データに基づく値が、前記透過膜にかかる圧力に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、前記検出結果データとして決定する決定手段と、を備え、
前記調整制御手段は、前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えていないと判断された場合に、前記透過膜にかかる圧力が前回よりも大きくなるよう、前記調整手段に調整させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の濃度測定システムにおいて、
前記調整手段は、前記供給層に供給する流体試料の流量を調整することによって、前記透過膜にかかる圧力を調整することを特徴とする濃度測定システム。

請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３の何れか一項に記載の濃度測定システムにおいて、
前記調整手段は、前記供給層内の圧力を調整することによって、前記透過膜にかかる圧力を調整することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
請求項１〜４の何れか一項に記載の濃度測定システムにおいて、
前記センサは、
前記透過膜の少なくとも一面に配置され、当該透過膜の変形を防止する変形防止部材を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、
請求項１〜５の何れか一項に記載の濃度測定システムにおいて、
前記センサは、
前記透過膜と前記電極との間に配置され、当該透過膜が変形しないように当該透過膜を支持するスペーサを備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、
検出対象物質を含有する流体試料が供給される供給層と、前記供給層と隣接するように配置された検出層と、前記供給層と前記検出層とを隔てるように配置され、少なくとも前記検出対象物質が透過する透過膜と、前記検出層に前記透過膜と対向して配置された電極と、を有するセンサを用いた、前記検出対象物質の濃度測定方法において、
前記透過膜にかかる圧力が所定の大きさとなるよう調整する調整ステップと、
次いで、前記センサの応答出力に関する応答データを取得する取得ステップと、
次いで、前記取得された応答データに基づく値が、前記透過膜にかかる圧力に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップで前記応答データに基づく値が前記閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、前記センサによる検出結果に関する検出結果データとして決定する決定ステップと、
前記決定された検出結果データと、前記調整手段により調整された前記透過膜にかかる圧力と、に基づいて、前記検出対象物質の濃度を算出する算出ステップと、
前記判断ステップで前記応答データに基づく値が前記閾値を超えていないと判断された場合に、前記透過膜にかかる圧力を前回よりも大きくして、前記調整ステップと、前記取得ステップと、前記判断ステップと、を行う繰り返しステップと、
を有することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、
濃度測定システムにおいて、
検出対象物質を含有する気体試料が供給される供給層と、前記供給層と隣接するように配置され、前記検出対象物質と選択的に反応するレセプタを含有する検出層と、前記供給層と前記検出層とを隔てるように配置され、少なくとも前記検出対象物質が透過する透過膜と、前記検出層に前記透過膜と対向して配置された電極と、を有するバイオセンサと、
前記供給層に供給する気体試料の流量を調整することによって、前記透過膜にかかる圧力を調整する調整手段と、
前記バイオセンサによる検出結果に関する検出結果データと、前記調整手段により調整された前記気体試料の流量と、に基づいて、前記検出対象物質の濃度を測定する測定手段と、を備え、
前記測定手段は、
前記供給層に供給する気体試料の流量が所定の大きさとなるよう、前記調整手段に調整させる調整制御手段と、
前記バイオセンサの応答出力に関する応答データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された応答データに基づく値が、前記供給層に供給する気体試料の流量に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、前記検出結果データとして決定する決定手段と、を備え、
前記調整制御手段は、前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えていないと判断された場合に、前記供給層に供給する気体試料の流量が前回よりも大きくなるよう、前記調整手段に調整させることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、
濃度測定システムにおいて、
検出対象物質を含有する気体試料が供給される供給層と、前記供給層と隣接するように配置され、前記検出対象物質と選択的に反応するレセプタを含有する検出層と、前記供給層と前記検出層とを隔てるように配置され、少なくとも前記検出対象物質が透過する透過膜と、前記検出層に前記透過膜と対向して配置された電極と、を有するバイオセンサと、
前記供給層内の圧力を調整することによって、前記透過膜にかかる圧力を調整する調整手段と、
前記バイオセンサによる検出結果に関する検出結果データと、前記調整手段により調整された前記供給層内の圧力と、に基づいて、前記検出対象物質の濃度を測定する測定手段と、を備え、
前記測定手段は、
前記供給層内の圧力が所定の大きさとなるよう、前記調整手段に調整させる調整制御手段と、
前記バイオセンサの応答出力に関する応答データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された応答データに基づく値が、前記供給層内の圧力に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、前記検出結果データとして決定する決定手段と、を備え、
前記調整制御手段は、前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えていないと判断された場合に、前記供給層内の圧力が前回よりも大きくなるよう、前記調整手段に調整させることを特徴とする。

本発明によれば、濃度測定システムにおいて、検出対象物質を含有する流体試料が供給される供給層、供給層と隣接するように配置された検出層、供給層と検出層とを隔てるように配置され、少なくとも検出対象物質が透過する透過膜及び検出層に透過膜と対向して配置された電極を有するセンサと、透過膜にかかる圧力を調整する調整手段と、センサによる検出結果に関する検出結果データと、調整手段により調整された透過膜にかかる圧力と、に基づいて、検出対象物質の濃度を測定する測定手段と、を備えている。
ここで、検出対象物質の膜透過率は透過膜にかかる圧力に依存するため、調整手段により透過膜にかかる圧力を調整することで、センサの検出濃度範囲を変えることができる。したがって、透過膜にかかる圧力を調整するという簡易な構成で、センサを、広範な検出濃度範囲を有するセンサとして使用できるとともに、検出対象物質の濃度が未知であっても、透過膜にかかる圧力の可変範囲のうちの適切な圧力（適切な検出濃度範囲となる圧力）で当該検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定することができる。

また、本発明によれば、検出対象物質を含有する流体試料が供給される供給層と、供給層と隣接するように配置された検出層と、供給層と検出層とを隔てるように配置され、少なくとも検出対象物質が透過する透過膜と、検出層に透過膜と対向して配置された電極と、を有するセンサを用いた、検出対象物質の濃度測定方法において、透過膜にかかる圧力が所定の大きさとなるよう調整する調整ステップと、次いで、センサの応答出力に関する応答データを取得する取得ステップと、次いで、取得された応答データに基づく値が、透過膜にかかる圧力に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断ステップと、判断ステップで応答データに基づく値が閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、センサによる検出結果に関する検出結果データとして決定する決定ステップと、判断ステップで応答データに基づく値が閾値を超えていないと判断された場合に、透過膜にかかる圧力を前回よりも大きくして、調整ステップと、取得ステップと、判断ステップと、を行う繰り返しステップと、を有している。
ここで、検出対象物質の膜透過率は透過膜にかかる圧力に依存するため、透過膜にかかる圧力を調整することで、センサの検出濃度範囲を変えることができる。したがって、透過膜にかかる圧力を調整して、所定の閾値に基づいて当該調整された圧力が適切な検出濃度範囲となる圧力であるか否かを判断するという簡易な構成で、検出対象物質の濃度が未知であっても当該検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定することができる。

以下、図を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、発明の範囲は、図示例に限定されない。
本実施の形態では、センサ（バイオセンサ）として酵素センサを例示して、説明することとする。

［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態における濃度測定システム１０００及び濃度測定方法について説明する。

＜濃度測定システム＞
図１は、濃度測定システム１０００の構成を示す図であり、図２は、濃度測定システム１０００の機能的構成を示す図である。また、図３は、酵素センサ１０の平面斜視図であり、図４は、図３のIV−IV線における断面を模式的に示す図であり、図５は、酵素センサ１０の分解図である。
ここで、酵素センサ１０における供給層Ｌ１側を上側、検出層Ｌ２側を下側とし、パッド２５０が配置された側を前側、それに対向する側を後側とし、上下方向と前後方向の双方に直交する方向を左右方向とする。

濃度測定システム１０００は、例えば、酵素センサ１０を用いて、検出対象物質を検出して、検出対象物質の濃度を測定するシステムである。
具体的には、濃度測定システム１０００は、例えば、図１及び図２に示すように、酵素センサ１０と、計測回路２１と、データ処理装置２２と、データ表示装置２３と、標準ガス生成装置３１と、吸気ポンプ３２と、バルブ駆動装置４０と、流量計５１と、制御装置６０と、などを備えて構成される。

＜酵素センサ＞
酵素センサ１０は、電極２４０を備えており、酵素の特性を利用して気体試料中の検出対象物質を電気化学的計測法によって検出するセンサである。酵素センサ１０は、検出対象物質を含有するガス（気体試料や標準ガス）が供給される供給層Ｌ１と、所定の電解液が導入される検出層Ｌ２と、を有しており、電極２４０は検出層Ｌ２に配置されており、酵素は検出層Ｌ２に含有される。
酵素センサ１０において、酵素は、遊離酵素の状態で検出層Ｌ２に含有されている。すなわち、例えば、検出層Ｌ２に導入する電解液として酵素が含有された電解液を使用することによって、酵素を検出層Ｌ２に含有させることとする。

具体的には、酵素センサ１０は、例えば、図３〜図５に示すように、検出対象物質を含有する流体試料としての気体試料や標準ガスが供給される供給層Ｌ１と、供給層Ｌ１と隣接するように配置され、検出対象物質と選択的に反応するレセプタとしての酵素を含有する検出層Ｌ２と、供給層Ｌ１と検出層Ｌ２とを隔てるように配置され、少なくとも検出対象物質が透過する透過膜４００と、検出層Ｌ２に透過膜４００と対向して配置された電極２４０と、透過膜４００の上面に配置され、透過膜４００の変形を防止する変形防止部材５００と、などを備えて構成される。

より具体的には、酵素センサ１０は、例えば、ケース体１００と、ケース体１００に収容された電極基板部２００、パッキン３００、透過膜４００及び変形防止部材５００と、などを備えて構成される。

ケース体１００は、例えば、略円柱体を上下方向略中央の位置で上下方向に直交する方向（水平方向）に分割して形成された下側ケース体１１０及び上側ケース体１２０と、下側ケース体１１０と上側ケース体１２０とを連結するための複数の連結部材１３０と、などを備えて構成される。
ケース体１００を構成する材料としては、電解液や試料などに対する耐腐食性が高い材料（例えば、疎水性の絶縁性材料、表面を疎水処理した絶縁性材料など）が好ましく、具体的には、例えば、セラミックス、ガラス、プラスチック、テフロン（登録商標）、ピーク材などを用いることができる。

下側ケース体１１０には、例えば、酵素センサ１０に導入された電解液を貯めるための液貯め部１１１と、酵素センサ１０の外部から液貯め部１１１に向けて電解液を導入するための電解液導入口１１２と、液貯め部１１１と電解液導入口１１２とを連通する電解液導入路１１３と、液貯め部１１１から酵素センサ１０の外部に向けて電解液を排出するための電解液排出口１１４と、液貯め部１１１と電解液排出口１１４とを連通する電解液排出路１１５と、電極基板部２００を載置するための載置部１１６と、連結部材１３０が挿入可能な複数の凹部１１７と、などが設けられている。
ここで、特に、下側ケース体１１０の表面や、液貯め部１１１、電解液導入口１１２、電解液導入路１１３、電解液排出口１１４、電解液排出路１１５などは、電解液や試料などに対する耐腐食性が高い材料（例えば、疎水性の絶縁性材料、表面を疎水処理した絶縁性材料など）で形成されるのが好ましい。

液貯め部１１１は、例えば、下側ケース体１１０の水平方向略中央の位置に形成された、上面が開口した平面視略円形状の凹陥部である。
また、電解液導入路１１３は、例えば、液貯め部１１１から左方向に後側に向かって形成されている。
また、電解液排出路１１５は、例えば、液貯め部１１１から右方向に後側に向かって形成されている。
また、載置部１１６は、例えば、下側ケース体１１０の水平方向略中央の位置から前側に向かって形成された、上面が開口した凹陥部である。
また、凹部１１７は、例えば、下側ケース体１１０の上面縁部に形成された、上面が開口した平面視略円状の凹陥部である。
また、液貯め部１１１と載置部１１６の深さは、例えば、電極基板部２００の厚みと略同一となるよう設定されている。

上側ケース体１２０には、例えば、酵素センサ１０の外部から気体試料や標準ガスが供給されるガス供給口１２１と、連結部材１３０が貫通可能な複数の孔部１２２と、などが設けられている。
ここで、特に、上側ケース体１２０の表面やガス供給口１２１などは、電解液や試料などに対する耐腐食性が高い材料（例えば、疎水性の絶縁性材料、表面を疎水処理した絶縁性材料など）で形成されるのが好ましい。

ガス供給口１２１は、例えば、上側ケース体１２０における、下側ケース体１１０の液貯め部１１１に対応する位置に形成された、上下方向に貫通した平面視略円形状の貫通孔である。
孔部１２２は、例えば、上側ケース体１２０における、下側ケース体１１０の凹部１１７に対応する位置に形成された、上下方向に貫通した平面視略円形状の貫通孔である。

連結部材１３０は、例えば、孔部１２２に貫通可能であるとともに、凹部１１７に挿入可能であり、下側ケース体１１０と上側ケース体１２０とで電極基板部２００、パッキン３００、透過膜４００及び変形防止部材５００を挟んだ状態で、連結部材１３０を、孔部１２２の上側から下側に向けて貫通させて、凹部１１７に挿入することによって、下側ケース体１１０と上側ケース体１２０とを連結するようになっている。これにより、電極基板部２００、パッキン３００、透過膜４００及び変形防止部材５００が、ケース体１００に収容されることとなる。

ここで、ケース体１００に電極基板部２００、パッキン３００、透過膜４００及び変形防止部材５００が収容された状態において、上側ケース体１２０の供給口１２１内が供給層Ｌ１となり、下側ケース体１１０の液貯め部１１１内及びパッキン３００の開口部３１０内が検出層Ｌ２となる。

電極基板部２００は、例えば、図５に示すように、基板２１０と、基板２１０の上面に設けられた、開口部（分析部２２０）を有する疎水性絶縁膜２３０と、基板２１０の上面における分析部２２０の内部に配置された電極２４０（作用電極２４１、対電極２４２及び参照電極２４３）と、電極２４０に対応して設けられたパッド２５０と、電極２４０とパッド２５０とを接続する配線２６０と、などを備えて構成される。
電極基板部２００は、例えば、パッド２５０がケース体１００の外部に配置されるようにして、下側ケース体１１０の載置部１１６に載置されている。
なお、電極基板部２００は、開口部（分析部２２０）を有する疎水性絶縁膜２３０を備えていなくても良い。

パッキン３００は、例えば、検出層Ｌ２を密閉して、検出層Ｌ２に導入された電解液が漏れるのを防ぐためのものである。
パッキン３００を構成する材料としては、電解液や試料などに対する耐腐食性が高い材料が好ましく、具体的には、例えば、シリコンゴムシート等の弾性部材などが挙げられる。

具体的には、パッキン３００は、例えば、開口部３１０を有する平面視略リング形状に形成されており、パッキン３００の縁部には、連結部材１３０が貫通可能な複数の孔部３２０が設けられている。
開口部３１０は、例えば、パッキン３００における、下側ケース体１１０の液貯め部１１１に対応する位置に形成された、上下方向に貫通した平面視略円形状の貫通孔である。
孔部３２０は、例えば、パッキン３００における、下側ケース体１１０の凹部１１７に対応する位置に形成された、上下方向に貫通した平面視略円形状の貫通孔である。
パッキン３００は、例えば、孔部３２０が下側ケース体１１０の凹部１１７に対応するように、下側ケース体１１０の上面に配置されており、ケース体１００にパッキン３００等を収容する際、孔部３２０に連結部材１３０が貫通されるようになっている。

透過膜４００は、例えば、開口部３１０を覆うように、パッキン３００の上面に配置されている。すなわち、透過膜４００によって、供給層Ｌ１と検出層Ｌ２とは隔てられている。
供給層Ｌ１に供給された検出対象物質は、透過膜４００を透過して検出層Ｌ２に移行し、そして、検出層Ｌ２に含有された酵素と反応するようになっている。したがって、透過膜４００は、少なくとも検出対象物質が透過する膜であれば任意であり、検出対象物質の種類によって適宜変更可能である。
特に、濃度測定システム１０００においては、供給層Ｌ１に気体試料や標準ガスを供給するため、透過膜４００としては、検出対象物質（検出対象ガス）は透過するが、検出層Ｌ２を満たす電解液は透過しないガス透過膜が好ましい。

変形防止部材５００は、例えば、パッキン３００の開口部３１０を覆うように、透過膜４００の上面に配置されている。
変形防止部材５００は、酵素センサ１０の使用中に透過膜４００の変形を防止するためのものである。具体的には、透過膜４００の強度を向上させて変形を防止するために、例えば、透過膜４００と変形防止部材５００とを重ね合わせて、透過膜４００及び変形防止部材５００における、電極基板部２００の分析部２２０に対応する部分以外の部分を接着し、透過膜４００と変形防止部材５００とを一体化した。これによって、電極２４０と透過膜４００との間の距離を一定に保つことができることになる。
変形防止部材５００を構成する材料は、変形防止部材５００によって透過膜４００の変形を防止できるのであれば任意であり、具体的には、例えば、ステンレスメッシュ等のメッシュ体などが挙げられる。
ここで、変形防止部材５００は、変形防止部材５００によって透過膜４００の変形を防止することができるのであれば、透過膜４００の下面に配置されていても良いし、透過膜４００を挟むように透過膜４００の上面及び下面に配置されていても良い。

検出層Ｌ２に含有される酵素は、検出対象物質と選択的に反応する酵素であれば任意であり、検出対象物質の種類によって適宜変更可能である。
具体的には、酵素は、例えば、酸化還元酵素や、加水分解酵素、転移酵素、異性化酵素などの酵素（酵素タンパク質）である。
また、酵素は、例えば、生来の酵素分子であっても、活性部位を含む酵素の断片であっても良い。当該酵素分子又は当該活性部位を含む酵素の断片は、例えば、動植物や微生物から抽出したものであっても、所望によりそれを切断したものであっても、遺伝子工学的に又は化学的に合成したものであっても良い。

酸化還元酵素としては、例えば、グルコースオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、ホルムアルデヒドオキシダーゼ、ソルビトールオキシダーゼ、フルクトースオキシダーゼ、ザルコシンオキシダーゼ、フルクトシルアミンオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、キサンチンオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、サルコシンオキシダーゼ、コリンオキシダーゼ、アミンオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、ホルムアルデヒドデヒドロゲナーゼ、ソルビトールデヒドロゲナーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ、グリセロールデヒドロゲナーゼ、グルタメートデヒドロゲナーゼ、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ、カタラーゼ、ペルオキシダーゼ、ウリカーゼ等を用いることができる。この他に、コレステロールエステラーゼ、クレアチニナーゼ、クレアチナーゼ、ＤＮＡポリメラーゼ、さらにこれら酵素のミュータント等を用いることができる。

加水分解酵素としては、例えば、プロテアーゼ、リパーゼ、アミラーゼ、インベルターゼ、マルターゼ、β−ガラクトシダーゼ、リゾチーム、ウレアーゼ、エステラーゼ、ヌクレアーゼ群、ホスファターゼ群等を用いることができる。

転移酵素としては、例えば、各種アシル転移酵素、キナーゼ群、アミノトランスフェラーゼ群等を用いることができる。

異性化酵素としては、例えば、ラセマーゼ群、ホスホグリセリン酸ホスホムターゼ、グルコース６−リン酸イソメラーゼ等を用いることができる。

検出層Ｌ２に含有される酵素は、１種類の酵素であっても、２種類以上の酵素であっても良い。
具体的には、検出層Ｌ２に含有される酵素は、例えば、１種類の酵素であっても、分子量及び／又はサイズ（径）が略同一の２種類以上の酵素であっても、分子量及び／又はサイズが異なる２種類以上の酵素であっても良い。また、検出層Ｌ２に含有される酵素が２種類以上である場合、酵素は、例えば、同種の検出対象物質（基質）に作用する２種類以上の酵素であっても、異種の検出対象物質に作用する２種類以上の酵素であっても、同種及び／又は異種の検出対象物質に作用する２種類以上の酵素であっても良い。
ここで、特に、検出層Ｌ２に含有された酵素が２種類以上であって、その２種類以上の酵素が異種の検出対象物質に作用する場合、例えば、検出電位を変えたり、電極基板部２００の分析部２２０内に電極２４０（作用電極２４１）を複数配置したりする等によって、酵素センサ１０は、その異種の検出対象物質（２種類以上の検出対象物質）を同時に検出できることとなる。

＜計測回路＞
計測回路２１は、例えば、制御装置６０から入力される制御信号に従って、酵素センサ１０に対して電圧を印加し、酵素センサ１０からの応答電流（酵素センサ１０の応答出力）を計測して応答データを作成する。

＜データ処理装置＞
データ処理装置２２は、例えば、制御装置６０から入力される制御信号に従って、計測回路２１により作成された応答データを処理し、当該応答データに基づく数値データを作成する。
ここで、数値データは、例えば、応答電流や濃度（応答電流と予め作成された検量線とから算出された検出対象物質の濃度）などの数値に関するデータであれば任意であり、例えば、応答電流や濃度などの数値そのものに関するデータであっても良いし、数値の変化に関するデータであっても良い。

＜データ表示装置＞
データ表示装置２３は、例えば、制御装置６０から入力される制御信号に従って、データ処理装置２２により作成された数値データに基づく数値情報を表示する。
ここで、数値情報は、例えば、応答電流や濃度などの数値そのものであっても良いし、数値の変化をグラフ化したもの（例えば、検量線を示すグラフや数値の経時変化を示すグラフなど）であっても良い。

＜標準ガス生成装置＞
標準ガス生成装置３１は、例えば、制御装置６０から入力される制御信号に従って、制御装置６０から指定された基質濃度の標準ガスを生成する。
ここで、標準ガス（基質（検出対象物質）を含有するガス）は、例えば、検量線を作成する際などに使用される。

＜吸気ポンプ＞
吸気ポンプ３２は、例えば、制御装置６０から入力される制御信号に従って、外部大気等の気体試料や標準ガス生成装置３１により生成された標準ガスなどを吸気して、酵素センサ１０の供給層Ｌ１に供給する。
具体的には、吸気ポンプ３２の吸気側は、例えば、所定の領域（外部大気等の気体試料が存在する領域）及び標準ガス生成装置３１と、切替バルブ４１を介してチューブで接続されており、排気側は、例えば、供給側流量調整バルブ４２と、チューブを介して接続されている。吸気ポンプ３２は、例えば、吸気したガスを、供給側流量調整バルブ４２及び流量計５１を介して、酵素センサ１０の透過膜４００に吹き付けるようにして、供給口１２１（供給層Ｌ１）に供給するようになっている。
なお、透過膜４００に対するガス（気体試料や標準ガス）の吹き付け角度は、０度以上９０度以下であれば任意であるが、透過膜４００にかかる圧力を高くして、検出対象物質を透過しやすくするという観点等から、４５度以上が好ましい。

＜バルブ駆動装置＞
バルブ駆動装置４０は、例えば、制御装置６０から入力される制御信号に従って、濃度測定システム１０００が備える各バルブ（切替バルブ４１や供給側流量調整バルブ４２など）を駆動する。

切替バルブ４１は、例えば、酵素センサ１０の供給層Ｌ１に供給するガス（すなわち、吸気ポンプ３２に吸気されるガス）を、外部大気等の気体試料と、標準ガス生成装置３１により生成された標準ガスと、に切り替えるためのバルブであり、例えば、所定の領域（外部大気等の気体試料が存在する領域）及び標準ガス生成装置３１と、吸気ポンプ３２の吸気側と、の間に配置されている。

供給側流量調整バルブ４２は、例えば、ニードルバルブ等の、酵素センサ１０の供給層Ｌ１に供給するガスの流量を調整するためのバルブであり、例えば、吸気ポンプ３２の排気側と、流量計５１と、の間に配置されている。
ここで、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量を調整することによって、透過膜４００にかかる圧力を調整する調整手段は、例えば、バルブ駆動装置４０及び供給側流量調整バルブ４２によって構成される。

＜流量計＞
流量計５１は、例えば、酵素センサ１０の供給層Ｌ１に供給されるガスの流量を測定する。

＜制御装置＞
制御装置６０は、例えば、濃度測定システム１０００を構成する各装置を制御するための装置である。
具体的には、制御装置６０は、例えば、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）６２と、記憶部６３と、などを備えている。

ＣＰＵ６１は、例えば、記憶部６３に記憶された制御装置６０用の各種処理プログラムに従って各種の制御動作を行う。

ＲＡＭ６２は、例えば、ＣＰＵ６１によって実行される処理プログラムなどを展開するためのプログラム格納領域や、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果などを格納するデータ格納領域などを備える。

記憶部６３は、例えば、制御装置６０で実行可能なシステムプログラム、当該システムプログラムで実行可能な各種処理プログラム、これら各種処理プログラムを実行する際に使用されるデータ、ＣＰＵ６１によって演算処理された処理結果のデータなどを記憶する。なお、プログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形で記憶部６３に記憶されている。

具体的には、記憶部６３には、例えば、検量線作成プログラム６３ａと、閾値決定プログラム６３ｂと、測定プログラム６３ｃと、などを記憶している。

検量線作成プログラム６３ａは、例えば、検出対象物質の濃度を測定する際に使用される検量線を作成する機能を、ＣＰＵ６１に実現させる。

具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、バルブ駆動装置４０に制御信号を入力して、標準ガス生成装置３１により生成された標準ガスが酵素センサ１０に供給されるように、切替バルブ４１を切り替えさせる。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、流量計５１により測定された流量に基づいてバルブ駆動装置４０に制御信号を入力し、一定流量で標準ガスが酵素センサ１０に供給されるように供給側流量調整バルブ４２を調整させながら、標準ガス生成装置４１や吸気ポンプ３２に制御信号を入力して、基質濃度が異なる標準ガスを順次生成させて酵素センサ１０に順次供給させ、計測回路２１やデータ処理装置２２に制御信号を入力して、検量線を作成させる。

そして、ＣＰＵ６１は、この一連の処理を、例えば、複数の流量（例えば、「流量Ｆａ」、「流量Ｆｂ」、…）それぞれに対して行う。すなわち、ＣＰＵ６１は、例えば、複数の流量それぞれに対応する検量線（「流量Ｆａ」に対応する検量線、「流量Ｆｂ」に対応する検量線、…）を作成する。
この作成された検量線は、例えば、ＲＡＭ６２や記憶部６３などに記憶されるようになっている。

閾値決定プログラム６３ｂは、例えば、検出対象物質の濃度を測定する際に使用される所定の閾値を決定する機能を、ＣＰＵ６１に実現させる。

具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、検量線作成プログラム６３ａを実行したＣＰＵ６１により作成された検量線に基づいて検出濃度範囲を判断し、当該判断した検出濃度範囲内の一の濃度に対応する応答電流を、透過膜４００にかかる圧力に対応する所定の閾値（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量に対応する所定の閾値）として決定する。
ここで、検出濃度範囲とは、検量線における濃度範囲のうちの、検出対象物質の濃度を算出する際に使用する濃度範囲のことであり、例えば、線形の検出域を有する濃度範囲などである。

より具体的には、例えば、「流量Ｆａ」に対応する検量線として、図６に示すような検量線が作成された場合、検出濃度範囲をＣ１〜Ｃ３と判断し、当該判断した検出濃度範囲内の一の濃度Ｃ２に対応する「応答電流Ｉ２」を、「流量Ｆａ」に対応する閾値として決定する。
なお、図６において、一の濃度Ｃ２は、検出濃度範囲Ｃ１〜Ｃ３内の濃度であれば任意である。

測定プログラム６３ｃは、例えば、酵素センサ１０を用いて検出対象物質の濃度を測定する機能を、ＣＰＵ６１に実現させる。
すなわち、ＣＰＵ６１は、例えば、酵素センサ１０による検出結果に関する検出結果データと、調整された透過膜４００にかかる圧力（すなわち、調整された供給層Ｌ１に供給される気体試料の流量）と、に基づいて、検出対象物質の濃度を測定する。

具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、バルブ駆動装置４０に制御信号を入力して、外部大気等の気体試料が酵素センサ１０に供給されるように、切替バルブ４１を切り替えさせる。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、流量計５１により測定された流量に基づいてバルブ駆動装置４０に制御信号を入力し、透過膜４００にかかる圧力が所定の大きさとなるように（すなわち、供給層Ｌ１に供給される気体試料の流量が所定の大きさとなるように）供給側流量調整バルブ４２を調整させながら、吸気ポンプ３２に制御信号を入力して、気体試料を酵素センサ１０に供給させる。
より具体的には、例えば、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量が、検量線作成プログラム６３ａを実行したＣＰＵ６１により作成された検量線に対応する流量（例えば、「流量Ｆａ」、「流量Ｆｂ」、…（Ｆａ＜Ｆｂ＜…））のうちの、最も小さい流量（「流量Ｆａ」）と同一となるように調整する。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、計測回路２１に制御信号を入力して、酵素センサ１０からの応答電流（酵素センサ１０の応答出力）を計測させることによって、酵素センサ１０の応答出力に関する応答データを取得する。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、取得した応答データに基づく値（応答電流値）が、閾値決定プログラム６３ｂを実行したＣＰＵ６１により決定された所定の閾値のうちの、透過膜４００にかかる圧力に対応する所定の閾値（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量に対応する所定の閾値）を超えたか否かを判断する。
より具体的には、例えば、「流量Ｆａ」に対応する検量線として図６に示すような検量線が作成され、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量が「流量Ｆａ」に調整された場合、取得した応答データに基づく値が、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量「流量Ｆａ」に対応する所定の閾値「応答電流Ｉ２」を超えたか否かを判断する。

そして、応答データに基づく値が所定の閾値を超えたと判断した場合、ＣＰＵ６１は、例えば、当該応答データを、酵素センサ１０による検出結果に関する検出結果データとして決定する。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、データ処理装置２２に制御信号を入力して、当該応答データに基づく数値データ（すなわち、当該応答データに基づく値（応答電流値）と、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量に対応する検量線と、から算出される検出対象物質の濃度に関するデータ）を作成させ、データ表示装置２３に制御信号を入力して、当該数値データに基づく数値情報（すなわち、検出対象物質の濃度）を表示させる。

一方、応答データに基づく値が所定の閾値を超えていないと判断した場合、ＣＰＵ６１は、例えば、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）を前回よりも大きくして、上記一連の処理（調整−取得−判断）を、酵素センサ１０による検出結果に関する検出結果データを決定するまで繰り返し行う。
より具体的には、例えば、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量が、検量線作成プログラム６３ａを実行したＣＰＵ６１により作成された検量線に対応する流量（例えば、「流量Ｆａ」、「流量Ｆｂ」、…（Ｆａ＜Ｆｂ＜…））のうちの、前回の流量（例えば、「流量Ｆａ」）の次に大きい流量（「流量Ｆｂ」）と同一となるよう調整する。
ＣＰＵ６１は、かかる測定プログラム６３ｃを実行することによって、測定手段、調整制御手段、取得手段、判断手段及び決定手段として機能する。

＜濃度測定方法＞
濃度測定システム１０００による、酵素センサ１０を用いた検出対象物質の濃度測定方法の一例を、図７のフローチャートを参照して説明する。

まず、ＣＰＵ６１は、検量線作成プログラム６３ａを実行して、供給層Ｌ１に供給する標準ガスの流量が第１流量となるよう調整しながら、標準ガスを酵素センサ１０に供給して、第１流量に対応する検量線を作成する（ステップＳ１１）。

次いで、ＣＰＵ６１は、供給層Ｌ１に供給する標準ガスの流量が第１流量よりも大きい第２流量となるよう調整しながら、標準ガスを酵素センサ１０に供給して、第２流量に対応する検量線を作成する（ステップＳ１２）。

次いで、ＣＰＵ６１は、供給層Ｌ１に供給する標準ガスの流量が第２流量よりも大きい第３流量となるよう調整しながら、標準ガスを酵素センサ１０に供給して、第３流量に対応する検量線を作成する（ステップＳ１３）。

次いで、ＣＰＵ６１は、閾値決定プログラム６３ｂを実行して、作成された検量線に基づいて、第１流量に対応する第１閾値と、第２流量に対応する第２閾値と、を決定する（ステップＳ１４）。
ここで、作成された検量線に対応する流量のうちの、最も大きい流量（第３流量）に対応する所定の閾値（第３閾値）も決定するようにしても良い。

次いで、ＣＰＵ６１は、測定プログラム６３ｃを実行して、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量が第１流量となるよう調整しながら、気体試料を酵素センサ１０に供給して（ステップＳ１５）、応答データを取得し（ステップＳ１６）、当該取得した応答データに基づく値が、第１閾値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１７で、当該取得した応答データに基づく値が、第１閾値を超えたと判断すると（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２３の処理に移行する。

一方、ステップＳ１７で、当該取得した応答データに基づく値が、第１閾値を超えていないと判断すると（ステップＳ１７；Ｎｏ）、ＣＰＵ６１は、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量が第２流量となるよう調整しながら、気体試料を酵素センサ１０に供給して（ステップＳ１８）、応答データを取得し（ステップＳ１９）、当該取得した応答データに基づく値が、第２閾値を超えたか否かを判断する（ステップＳ２０）。

ステップＳ２０で、当該取得した応答データに基づく値が、第２閾値を超えたと判断すると（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２３の処理に移行する。

一方、ステップＳ２０で、当該取得した応答データに基づく値が、第２閾値を超えていないと判断すると（ステップＳ２０；Ｎｏ）、ＣＰＵ６１は、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量が第３流量となるよう調整しながら、気体試料を酵素センサ１０に供給して（ステップＳ２１）、応答データを取得する（ステップＳ２２）。

次いで、ＣＰＵ６１は、取得した応答データを、酵素センサ１０による検出結果に関する検出結果データとして決定し（ステップＳ２３）、検出対象物質の濃度を算出して表示し（ステップＳ２４）、本処理を終了する。
具体的には、気体試料の流量が第１流量である際に取得された応答データを、検出結果データとして決定した場合には、当該応答データに基づく値と、第１流量に対応する検量線と、から検出対象物質の濃度を算出する。
また、気体試料の流量が第２流量である際に取得された応答データを、検出結果データとして決定した場合には、当該応答データに基づく値と、第２流量に対応する検量線と、から検出対象物質の濃度を算出する。
また、気体試料の流量が第３流量である際に取得された応答データを、検出結果データとして決定した場合には、当該応答データに基づく値と、第３流量に対応する検量線と、から検出対象物質の濃度を算出する。

ここで、透過膜４００にかかる圧力が所定の大きさとなるよう調整する調整ステップは、ステップＳ１５に対応し、酵素センサ１０の応答出力に関する応答データを取得する取得ステップは、ステップＳ１６に対応し、取得された応答データに基づく値が、透過膜４００にかかる圧力に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断ステップは、ステップＳ１７に対応し、判断ステップで応答データに基づく値が所定の閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、酵素センサ１０による検出結果に関する検出結果データとして決定する決定ステップは、ステップＳ２３に対応し、決定された検出結果データと、調整された透過膜４００にかかる圧力と、に基づいて、検出対象物質の濃度を算出する算出ステップは、ステップＳ２４に対応し、判断ステップで応答データに基づく値が所定の閾値を超えていないと判断された場合に、透過膜４００にかかる圧力を前回よりも大きくして、調整ステップ（ステップＳ１８、ステップＳ２１）と、取得ステップ（ステップＳ１９、ステップＳ２２）と、判断ステップ（ステップＳ２０）と、を行う繰り返しステップは、ステップＳ１８〜ステップＳ２２に対応する。

以下、具体的な実施例によって本発明を説明するが、発明はこれらに限定されるものではない。

酵素センサ１０を作成して、濃度測定システム１０００の評価を行った。

＜１＞酵素センサ１０の作成
本実施例では、ホルムアルデヒドガスを検出するための酵素センサ１０を作成した。酵素としては、補酵素（ＮＡＤ^＋）依存型酵素であるホルムアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ホルムアルデヒド脱水素酵素）を用いた。

＜１−１＞電極基板部２００の作成
まず、作用電極２４１、対電極２４２及び参照電極２４３の三極構造のパターンを有する電極基板部２００を作成した。
具体的には、基板２１０として略矩形状に形成されたガラス基板を用意し、スクリーン印刷により、基板２１０にカーボンを塗布し、ホットプレートを用いて、１２０℃で１５分間ポストベークした。さらに、スクリーン印刷により、基板２１０における分析部２２０に対応する領域及びパッド２５０以外の部分に紫外線硬化型絶縁皮膜を塗布し、紫外線露光装置を用いて、紫外線硬化型絶縁皮膜を硬化することによって、疎水性絶縁膜２３０を作成した。
その後、一晩、暗室にて乾燥させ、参照電極２４３のパターン上に銀／塩化銀インクを塗布して１２０℃で焼結し、銀／塩化銀電極である参照電極２４３を作成した。

＜１−２＞酵素センサ１０の作成
まず、ケース体１００（下側ケース体１１０及び上側ケース体１２０）を、旋盤やフライス盤などを用いて、絶縁体であるピーク材を加工することによって作成した。
液貯め部１１１及び載置部１１６の深さは、電極基板部２００の厚み（０．８ｍｍ）と略同一となるよう設定した。

次いで、前記作成した電極基板部２００を、分析部２２０が液貯め部１１１内に配置されるとともに、パッド２５０が酵素センサ１０の外側に配置されるように、前記作成した下側ケース体１１０の載置部１１６に載置して、下側ケース体１１０に固定した。
なお、下側ケース体１１０に対する電極基板部２００の固定方法は、テフロンテープ等のテープ部材を用いてシール及び固定する方法であっても良いし、接着剤等を用いて接着固定する方法であっても良い。

次いで、下側ケース体１１０をステージＴ１に設置した。
具体的には、例えば、図８に示すように、ステージＴ１上に、電極基板部２００が装着された下側ケース体１１０を、ネジ等（図示省略）を用いて固定した。

次いで、パッキン３００として、平面視略リング形状に形成された、孔部３２０を有するシリコンゴムシート（厚み：５０μｍ）を用意し、そのパッキン３００を、孔部３２０が下側ケース体１１０の凹部１１７に対応するようにして、下側ケース体１１０上に設置した。

次いで、透過膜４００として、平面視略円形状に形成されたガス透過膜（ゴアテックス製）を用意するとともに、変形防止部材５００として、平面視略円形状に形成されたステンレスメッシュを用意し、その透過膜４００及び変形防止部材５００で、パッキン３００の開口部３１０を覆った。
ここで、透過膜４００の強度を向上させるために、透過膜４００と変形防止部材５００とを重ね合わせて、透過膜４００及び変形防止部材５００における、電極基板部２００の分析部２２０に対応する部分以外の部分を接着し、透過膜４００と変形防止部材５００とを一体化した。そして、この透過膜４００と変形防止部材５００とを一体化したもので、パッキン３００の開口部３１０を覆った。

次いで、前記作成した上側ケース体１２０を、孔部１２２が下側ケース体１１０の凹部１１７に対応するようにして、パッキン３００上に設置し、連結部材１３０を用いて、下側ケース体１１０に連結させた。そして、例えば、図８に示すように、ホルダーＴ２で、上側ケース体１２０の位置を固定した。

次いで、検出層Ｌ２に電解液を導入した。
具体的には、１．０Ｕのホルムアルデヒド脱水素酵素、０．５μｍｏｌのＮＡＤ^＋、２０μｍｏｌのナフサキノンを、２０００μＬのリン酸緩衝液（ｐＨ７．５）へ溶解して、酵素溶液を作成した。その酵素溶液を、シリンジを用いて電解液導入口１１２から酵素センサ１０内へと導入し、電解液排出口１１４から漏れ出すまで導入し続けることによって、検出層Ｌ２を酵素溶液で満たした。このとき、約１０００μＬの酵素溶液が酵素センサ１０内に導入された。

＜２＞濃度測定システム１０００の評価
本実施例では、室温（２５℃）で、参照電極２４３に対して作用電極２４１に＋３５０ｍＶの電圧を印加し、アンペロメトリー法による電流計測によって、酵素センサ１０からの応答電流（酵素センサ１０の応答出力）を計測した。

＜２−１＞応答電流の流量依存性
上記作成した酵素センサ１０からの応答電流の流量依存性を評価するための実験を行った。
具体的には、ホルムアルデヒド濃度が１０ｐｐｂの標準ガスを生成して、流量を変化させながら順次供給し、応答電流を計測した。その結果を図９に示す。

図９においては、横軸に流量（ｓｃｃｍ：ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎ（１×１０^-6 ｍ³／ｍｉｎ））、縦軸に平衡状態での応答電流（ｎＡ）を示す。
図９によれば、供給層Ｌ１に供給するガスの流量が大きくなると、酵素センサ１０からの応答電流が増加することが分かった。

図９の結果から、供給層Ｌ１に供給するガスの流量を大きくすることで、酵素センサ１０の感度が上がることが分かった。

＜２−２＞検量線の作成
上記作成した酵素センサ１０を用いて、検量線を作成するための実験を行った。
具体的には、ホルムアルデヒド濃度が異なる標準ガスを順次生成して、一定流量で供給し、応答電流を計測した。この一連の処理を、複数の流量（１００ｓｃｃｍ、３００ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ）のそれぞれに対して行った。その結果を、図１０に示す。

図１０においては、横軸にホルムアルデヒド濃度（ｐｐｂ）、縦軸に平衡状態での応答電流（ｎＡ）を示し、菱形（◆）プロットで流量が１００ｓｃｃｍの場合の結果、四角（■）プロットで流量が３００ｓｃｃｍの場合の結果、三角（▲）プロットで流量が５００ｓｃｃｍの場合の結果を示す。
図１０によれば、流量が１００ｓｃｃｍの場合、検出濃度範囲は、１０ｐｐｂ〜１００００ｐｐｂであることが分かった。
また、流量が３００ｓｃｃｍの場合、検出濃度範囲は、１ｐｐｂ〜１００ｐｐｂであることが分かった。
また、流量が５００ｓｃｃｍの場合、検出濃度範囲は、０．１ｐｐｂ〜１０ｐｐｂであることが分かった。

図１０の結果から、供給層Ｌ１に供給するガスの流量が一定の場合、検出濃度範囲は狭いが、供給層Ｌ１に供給するガスの流量を変えることで、酵素センサ１０の検出濃度範囲が変化することが分かった。したがって、供給層Ｌ１に供給するガスの流量を変えることによって、酵素センサ１０を、広範な検出濃度範囲を有するセンサとして使用できるとともに、供給層Ｌ１に供給するガスの流量の可変範囲のうちの適切な流量（適切な検出濃度範囲となる流量）で検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定できることが分かった。

供給層Ｌ１に供給されたホルムアルデヒドガス中のホルムアルデヒドは、透過膜４００を透過して供給層Ｌ１から検出層Ｌ２に移行して電解液に溶け込み、酵素と反応する。そして、最終的に、電子伝達体が作用電極２４１上で酸化される。検出対象物質の膜透過率は、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）に依存するため、酵素センサ１０の感度は、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）によって変化すると考えられる。

ここで、図１０に示す検量線に基づいて、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量に対応する所定の閾値を決定することとすると、例えば、１００ｓｃｃｍ（第１流量）に対応する検量線から判断された検出濃度範囲１０ｐｐｂ〜１００００ｐｐｂのうちの一の濃度（例えば、２００ｐｐｂ）に対応する応答電流（９０ｎＡ）を、１００ｓｃｃｍに対応する閾値（第１閾値）として決定すれば良く、例えば、３００ｓｃｃｍ（第２流量）に対応する検量線から判断された検出濃度範囲１ｐｐｂ〜１００ｐｐｂのうちの一の濃度（例えば、１０ｐｐｂ）に対応する応答電流（４０ｎＡ）を、３００ｓｃｃｍに対応する閾値（第２閾値）として決定すれば良い。

以上説明した第１の実施の形態における濃度測定システム１０００によれば、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）が所定の大きさとなるよう調整させ、酵素センサ１０の応答出力に関する応答データを取得し、取得された応答データに基づく値が、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断し、取得された応答データに基づく値が当該所定の閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを検出結果データとして決定し、取得された応答データに基づく値が当該所定の閾値を超えていないと判断された場合に、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）を前回よりも大きくして上記一連の処理（調整−取得−判断）を酵素センサ１０による検出結果に関する検出結果データを決定するまで繰り返し行うことによって、検出対象物質の濃度を測定するようになっている。
ここで、検出対象物質の膜透過率は透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）に依存するため、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量を調整することで、酵素センサ１０の検出濃度範囲を変えることができる。したがって、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量を調整するという簡易な構成で、酵素センサ１０を、広範な検出濃度範囲を有するセンサとして使用できるとともに、検出対象物質の濃度が未知であっても、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量の可変範囲のうちの適切な流量（適切な検出濃度範囲となる流量）で当該検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定することができる。

また、以上説明した第１の実施の形態における濃度測定システム１０００によれば、酵素センサ１０は、透過膜４００の少なくとも一面（上面及び／又は下面）に配置され、透過膜４００の変形を防止する変形防止部材５００を備えている。
したがって、変形防止部材５００によって、透過膜４００の変形を防止して、電極２４０（電極基板部２００）と透過膜４００との間の距離を一定に保つことができるため、検出対象物質の検出を安定して行うことができる。

以上説明した第１の実施の形態における濃度測定方法によれば、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）が所定の大きさとなるよう調整する調整ステップと、酵素センサ１０の応答出力に関する応答データを取得する取得ステップと、取得された応答データに基づく値が、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断ステップと、判断ステップで応答データに基づく値が所定の閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、酵素センサ１０による検出結果に関する検出結果データとして決定する決定ステップと、決定された検出結果データと、調整手段により調整された透過膜４００にかかる圧力（すなわち、調整された供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）と、に基づいて、検出対象物質の濃度を算出する算出ステップと、判断ステップで応答データに基づく値が所定の閾値を超えていないと判断された場合に、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）を前回よりも大きくして、調整ステップと、取得ステップと、判断ステップと、を行う繰り返しステップと、を有している。
したがって、透過膜４００にかかる圧力を調整して、所定の閾値に基づいて当該調整された圧力が適切な検出濃度範囲となる圧力であるか否かを判断するという簡易な構成で、検出対象物質の濃度が未知であっても当該検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定することができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態における濃度測定システム１０００Ａ及び濃度測定方法について説明する。
なお、第２の実施の形態の濃度測定システム１０００Ａは、酵素センサ１０Ａの構成が、第１の実施の形態の濃度測定システム１０００が備える酵素センサ１０と異なる。したがって、異なる箇所のみについて説明し、その他の共通する部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

＜濃度測定システム＞
図１１は、濃度測定システム１０００Ａの構成を示す図であり、図１２は、濃度測定システム１０００Ａの機能的構成を示す図である。また、図１３は、酵素センサ１０Ａの平面斜視図であり、図１４は、図１３におけるXIV−XIV線における断面を模式的に示す図であり、図１５は、図１３におけるXV−XV線における断面を模式的に示す図である。図１６（ａ）は、透過膜４００が取り付けられた状態の上側支持体８２０の底面図であり、図１６（ｂ）は、電極基板部２００Ａが取り付けられた状態の下側支持体８１０の平面図である。

濃度測定システム１０００Ａは、例えば、酵素センサ１０Ａを用いて、検出対象物質を検出して、検出対象物質の濃度を測定するシステムである。
具体的には、濃度測定システム１０００Ａは、例えば、図１１及び図１２に示すように、酵素センサ１０Ａと、計測回路２１と、データ処理装置２２と、データ表示装置２３と、標準ガス生成装置３１と、吸気ポンプ３２と、バルブ駆動装置４０と、流量計５１と、制御装置６０と、などを備えて構成される。

＜酵素センサ＞
酵素センサ１０Ａは、電極２４０Ａを有する電極基板部２００Ａを着脱自在に備えており、酵素の特性を利用して気体試料中の検出対象物質を電気化学的計測法によって検出するセンサである。酵素センサ１０Ａは、検出対象物質を含有するガス（気体試料や標準ガス）が供給される供給層Ｌ１と、所定の電解液が導入される検出層Ｌ２と、を有しており、電極２４０Ａは検出層Ｌ２に配置されており、酵素は検出層Ｌ２に含有される。
酵素センサ１０Ａにおいて、酵素は、遊離酵素の状態で検出層Ｌ２に含有されている。すなわち、例えば、検出層Ｌ２に導入する電解液として酵素が含有された電解液を使用することによって、酵素を検出層Ｌ２に含有させることとする。

具体的には、酵素センサ１０Ａは、例えば、図１３〜図１６に示すように、下側支持体８１０や上側支持体８２０などから成る支持体８００と、検出対象物質を含有する気体試料や標準ガスが供給される供給層Ｌ１と、供給層Ｌ１と隣接するように配置され、検出対象物質と選択的に反応する酵素を含有する検出層Ｌ２と、供給層Ｌ１と検出層Ｌ２とを隔てるように配置され、少なくとも検出対象物質が透過する透過膜４００と、透過膜４００を上側支持体８２０に固定するための第１Ｏリング６１０と、検出層Ｌ２の大きさ（径）を規定するための第２Ｏリング６２０と、検出層Ｌ２に透過膜４００と対向して配置された電極２４０Ａを有する電極基板部２００Ａと、透過膜４００と電極基板部２００Ａ（電極２４０Ａ）との間に配置され、透過膜４００が変形しないように透過膜４００を支持するスペーサ７００と、などを備えて構成される。

支持体８００は、例えば、略円柱体を、平面視略Ｄ字形状となるように側面の一部を上下方向に沿って切り欠いて、上下方向略中央よりも下側の位置で上下方向に直交する方向（水平方向）に分割して形成された下側支持体８１０及び上側支持体８２０と、上側支持体８２０を下側支持体８１０に固定するための複数のネジ８３０と、などを備えて構成される。
支持体８００を構成する材料としては、電解液や試料などに対する耐腐食性が高い材料（例えば、疎水性の絶縁性材料、表面を疎水処理した絶縁性材料など）が好ましく、具体的には、例えば、セラミックス、ガラス、プラスチック、テフロン、ピーク材などを用いることができる。

下側支持体８１０には、例えば、電極基板部２００Ａを着脱自在に取り付けるための取付部８１１などが設けられている。
ここで、特に、下側支持体８１０の表面や取付部８１１などは、電解液や試料などに対する耐腐食性が高い材料（例えば、疎水性の絶縁性材料、表面を疎水処理した絶縁性材料など）で形成されるのが好ましい。

取付部８１１は、例えば、下側支持体８１０の水平方向略中央の位置から前側に向かって形成された、上面が開口した凹陥部である。
取付部８１１の深さは、例えば、電極基板部２００Ａの厚みと略同一となるよう設定されている。

上側支持体８２０は、例えば、上方向に膨出したドーム型となるように形成されており、上側支持体８２０の水平方向略中央の位置には、下面が開口した凹部８２１が設けられている。

凹部８２１は、例えば、隔壁８２１ａによって隔てられた、底面（開口面に対向する面）の位置が上側支持体８２０の上下方向略中央よりも上側にある、平面視略円形状の第１凹部８２１ｂと、底面（開口面に対向する面）の位置が上側支持体８２０の上下方向略中央よりも下側にある、平面視略リング形状の第２凹部８２１ｃと、から成る。
第１凹部８２１ｂは、例えば、上側支持体８２０に透過膜４００が取り付けられると、上下方向に分離されるようになっており、分離された状態における、第１凹部８２１ｂの上側の領域が気相室（供給層Ｌ１）となり、第１凹部８２１ｂの下側の領域及び第２凹部８２１ｃが液相室（検出層Ｌ２）となる。したがって、電極２４０Ａ（電極基板部２００Ａ）と透過膜４００との間の距離は、隔壁８２１ａの高さ（上下方向の長さ）によって規定されることとなる。

具体的には、上側支持体８２０には、例えば、凹部８２１と、凹部８２１の周囲に配置され、下面が開口した平面視略リング形状のＯリング収容部８２２と、酵素センサ１０Ａの外部から気相室（供給層Ｌ１）に向けてガス（気体試料や標準ガス）を導入するためのガス導入口８３１と、気相室とガス導入口８３１とを連通するガス導入路８３２と、気相室から酵素センサ１０Ａの外部に向けてガスを排出するためのガス排出口８３３と、気相室とガス排出口８３３とを連通するガス排出路８３４と、酵素センサ１０Ａの外部から液相室（検出層Ｌ２）に向けて電解液を導入するための電解液導入口８４１と、液相室と電解液導入口８４１とを連通する電解液導入路８４２と、液相室から酵素センサ１０Ａの外部に向けて電解液を排出するための電解液排出口８４３と、液相室と電解液排出口８４３とを連通する電解液排出路８４４と、などが設けられている。
ここで、特に、上側支持体８２０の表面や、凹部８２１、ガス導入口８３１、ガス導入路８３２、ガス排出口８３３、ガス排出路８３４、電解液導入口８４１、電解液導入路８４２、電解液排出口８４３、電解液排出路８４４などは、電解液や試料などに対する耐腐食性が高い材料（例えば、疎水性の絶縁性材料、表面を疎水処理した絶縁性材料など）で形成されるのが好ましい。

ガス導入路８３２は、例えば、第１凹部８２１ｂから左方向に上側に向かって形成されている。なお、透過膜４００に対するガス導入路８３２の角度は、０度以上９０度以下であれば任意であるが、透過膜４００にかかる圧力を高くして、検出対象物質を透過しやすくするという観点から、４５度以上が好ましい。
また、ガス排出路８３４は、例えば、第１凹部８２１ｂから右方向に上側に向かって形成されている。
また、電解液導入路８４２は、例えば、第１凹部８２１ｂの後方における第２凹部８２１ｃの上面から上側支持体８２０の上下方向略中央の位置までの領域に上下方向に沿って形成された第１電解液導入路８４２ａと、第１電解液導入路８４２ａから後方向に上側に向かって形成された第２電解液導入路８４２ｂと、から成る。
また、電解液排出路８４４は、例えば、第１凹部８２１ｂの前方における第２凹部８２１ｃの上面から上側支持体８２０の上下方向略中央の位置までの領域に上下方向に沿って形成された第１電解液排出路８４４ａと、第１電解液排出路８４４ａから前方向に上側に向けって形成された第２電解液排出路８４４ｂと、から成る。

電極基板部２００Ａは、例えば、図１６に示すように、基板２１０と、基板２１０の上面に配置された電極２４０Ａ（作用電極２４１Ａ、対電極２４２Ａ及び参照電極２４３Ａ）と、電極２４０Ａに対応して設けられたパッド２５０と、電極２４０Ａとパッド２５０とを接続する配線２６０と、などを備えて構成される。
電極基板部２００Ａは、例えば、酵素センサ１０Ａの前方から取付部８１１に挿入することによって、取付部８１１に取り付けられるようになっている。
なお、電極基板部２００Ａは、開口部（分析部２２０）を有する疎水性絶縁膜２３０を備えていても良い。

透過膜４００は、例えば、透過膜４００で上側支持体８２０の下面側から第１凹部８２１ｂを覆い、そして、第１Ｏリング６１０を透過膜４００の下面側に配して上方向に移動させ隔壁８２１ａの周囲に取り付けることによって、上側支持体８２０に取り付けられるようになっている。

第１Ｏリング６１０は、例えば、上側支持体８２０に透過膜４００を取り付けるためのものである。
また、第２Ｏリング６２０は、例えば、液相室（検出層Ｌ２）の水平方向の大きさ（径）を規定するためのものであるとともに、検出層Ｌ２を密閉して、検出層Ｌ２に導入された電解液が漏れるのを防ぐためのものであり、Ｏリング収容部８２２に収容されるようになっている。したがって、第２Ｏリング６２０としては、例えば、Ｏリング収容部８２２の高さ（上下方向の長さ）と同等又はそれ以上の厚みを有するものが好ましい。
第１Ｏリング６１０及び第２Ｏリング６２０を構成する材料としては、電解液や試料などに対する耐腐食性が高い材料が好ましい。

スペーサ７００は、例えば、電極２４０Ａを略覆うように、電極基板部２００Ａの上面に配置されている。
スペーサ７００は、酵素センサ１０Ａの使用中に透過膜４００が変形しないように、透過膜４００を支持するためのものである。したがって、スペーサ７００としては、例えば、電極２４０Ａ（電極基板部２００Ａ）と透過膜４００との間の距離と同等の厚みを有するものが好ましい。これによって、電極２４０Ａと透過膜４００との間の距離を一定に保つことができることになる。
スペーサ７００を構成する材料は、スペーサ７００によって透過膜４００を変形しないように支持することができ、かつ、基質（検出対象物質）透過性の良好なものであれば任意であり、具体的には、例えば、電極２４０Ａに対して略垂直方向の貫通する貫通孔を複数有する陽極酸化膜等の多孔体、親水性テフロン膜等の親水性膜、ナイロンメッシュ等のメッシュ体などが挙げられる。

ここで、第１の実施の形態においては、吸気ポンプ３２により吸気されたガス（気体試料や標準ガス）を、酵素センサ１０の透過膜４００に吹き付けるようにして、供給口１２１（供給層Ｌ１）に供給するようになっていたが、第２の実施の形態では、例えば、図１１に示すように、吸気ポンプ３２の排気側と酵素センサ１０Ａ（酵素センサ１０Ａのガス導入口８３１）とを、供給側流量調整バルブ４２及び流量計５１を介してチューブで接続し、吸気ポンプ３２により吸気されたガスを、ガス導入口８３１から導入することによって、気相室（供給層Ｌ１）に供給するようになっている。

＜濃度測定方法＞
濃度測定システム１０００Ａによる、酵素センサ１０Ａを用いた検出対象物質の濃度測定方法の一例は、第１の実施の形態の、濃度測定システム１０００による、酵素センサ１０を用いた検出対象物質の濃度測定方法（図７）と、略同一であるため詳細な説明は省略する。

以下、具体的な実施例によって本発明を説明するが、発明はこれらに限定されるものではない。

酵素センサ１０Ａを作成して、濃度測定システム１０００Ａの評価を行った。

＜１＞酵素センサ１０Ａの作成
本実施例では、ホルムアルデヒドガスを検出するための酵素センサ１０Ａを作成した。酵素としては、補酵素（ＮＡＤ^＋）依存型酵素であるホルムアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ホルムアルデヒド脱水素酵素）を用いた。

＜１−１＞電極基板部２００の作成
まず、作用電極２４１Ａ、対電極２４２Ａ及び参照電極２４３Ａの三極構造のパターンを有する電極基板部２００Ａを作成した。
具体的には、基板２１０として略矩形状に形成されたガラス基板を用意し、スクリーン印刷により、基板２１０にカーボンを塗布し、ホットプレートを用いて、１２０℃で１５分間ポストベークした。
その後、一晩、暗室にて乾燥させ、参照電極２４３Ａのパターン上に銀／塩化銀インクを塗布して１２０℃で焼結し、銀／塩化銀電極である参照電極２４３Ａを作成した。
なお、電極基板部２００Ａには、第１の実施の形態の実施例１のように、スクリーン印刷により、基板２１０における分析部２２０に対応する領域及びパッド２５０以外の部分に紫外線硬化型絶縁皮膜を塗布し、紫外線露光装置を用いて、紫外線硬化型絶縁皮膜を硬化することによって、疎水性絶縁膜２３０を作成しても良い。

＜１−２＞酵素センサ１０Ａの作成
まず、支持体８００（下側支持体８１０及び上側支持体８２０）を、旋盤やフライス盤などを用いて、絶縁体であるピーク材を加工することによって作成した。
取付部８１１の深さは、電極基板部２００Ａの厚み（０．８ｍｍ）と略同一となるよう設定した。また、透過膜４００と電極２４０Ａとの間の距離が５０μｍとなるよう隔壁８２１ａの高さを調整した。

次いで、透過膜４００として、ＰＴＦＥからなる疎水性多孔質テフロン膜を用意し、この透過膜４００を、第１Ｏリング６１０を用いて上側支持体８２０に固定した。また、第２Ｏリング６２０をＯリング収容部８２２に収容した。

次いで、スペーサ７００として、透過膜４００と電極２４０Ａとの間の距離（５０μｍ）と略同一の厚みの親水性テフロン膜（厚み：５０μｍ、ミリポア製）を用意し、液相室（検出層Ｌ２）内に配置した。

次いで、下側支持体８１０上に上側支持体８２０を配置して、ネジ８３０を用いて上側支持体８２０を下側支持体８２０に固定し、上記作成した電極基板部２００Ａを取付部８１１に取り付けた。

次いで、検出層Ｌ２に電解液を導入した。
具体的には、まず、酵素センサ１０Ａの電解液導入口８４１を、電解液タンクと、送液ポンプを介してチューブで接続するとともに、電解液排出口８４３を、当該電解液タンク及び／又は廃液タンクとチューブで接続した。
次いで、２０ｍｇのホルムアルデヒド脱水素酵素を、１ｍＭのＮＡＤ^＋及び１ｍＭのキノンを含むリン酸緩衝液（ｐＨ７．４１）に溶解することによって、酵素溶液を作成し、その酵素溶液を当該電解液タンクに入れた。
次いで、当該送液ポンプを用いて、当該電解液タンク中の電解液を電解液導入口８４１から酵素センサ１０Ａ内へと導入し、電解液排出口８４３とタンク（当該電解液タンク及び／又は廃液タンク）とを接続するチューブが電解液で満たされるまで導入し続けることによって、検出層Ｌ２を酵素溶液で満たした。

＜２＞濃度測定システム１０００Ａの評価
本実施例では、室温（２５℃）で、参照電極２４３Ａに対して作用電極２４１Ａに＋３５０ｍＶの電圧を印加し、アンペロメトリー法による電流計測によって、酵素センサ１０Ａからの応答電流（酵素センサ１０Ａの応答出力）を計測した。

＜２−１＞応答電流の流量依存性
上記作成した酵素センサ１０Ａからの応答電流の流量依存性を評価するための実験を行った。
具体的には、ホルムアルデヒド濃度が１０ｐｐｂの標準ガスを生成して、流量を変化させながら順次供給し、応答電流を計測した。その結果を図１７に示す。

図１７においては、横軸に流量（ｓｃｃｍ）、縦軸に平衡状態での応答電流（ｎＡ）を示す。
図１７によれば、供給層Ｌ１に供給するガスの流量が大きくなると、酵素センサ１０Ａからの応答電流が増加することが分かった。

図１７の結果から、供給層Ｌ１に供給するガスの流量を大きくすることで、酵素センサ１０Ａの感度が上がることが分かった。

＜２−２＞検量線の作成
上記作成した酵素センサ１０Ａを用いて、検量線を作成するための実験を行った。
具体的には、ホルムアルデヒド濃度が異なる標準ガスを順次生成して、一定流量で供給し、応答電流を計測した。この一連の処理を、複数の流量（１００ｓｃｃｍ、３００ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ）のそれぞれに対して行った。その結果を、図１８に示す。

図１８においては、横軸にホルムアルデヒド濃度（ｐｐｂ）、縦軸に平衡状態での応答電流（ｎＡ）を示し、菱形（◆）プロットで流量が１００ｓｃｃｍの場合の結果、四角（■）プロットで流量が３００ｓｃｃｍの場合の結果、三角（▲）プロットで流量が５００ｓｃｃｍの場合の結果を示す。
図１８によれば、流量が１００ｓｃｃｍの場合、検出濃度範囲は、１０ｐｐｂ〜１００００ｐｐｂであることが分かった。
また、流量が３００ｓｃｃｍの場合、検出濃度範囲は、１ｐｐｂ〜１００ｐｐｂであることが分かった。
また、流量が５００ｓｃｃｍの場合、検出濃度範囲は、０．１ｐｐｂ〜１０ｐｐｂであることが分かった。

図１８の結果から、供給層Ｌ１に供給するガスの流量が一定の場合、検出濃度範囲は狭いが、検出層Ｌ１に供給するガスの流量を変えることで、酵素センサ１０Ａの検出濃度範囲が変化することが分かった。したがって、供給層Ｌ１に供給するガスの流量を変えることによって、酵素センサ１０Ａを、広範な検出濃度範囲を有するセンサとして使用できるとともに、供給層Ｌ１に供給するガスの流量の可変範囲のうちの適切な流量（適切な検出濃度範囲となる流量）で検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定できることが分かった。

供給層Ｌ１に供給されたホルムアルデヒドガス中のホルムアルデヒドは、透過膜４００を透過して供給層Ｌ１から検出層Ｌ２に移行して電解液に溶け込み、酵素と反応する。そして、最終的に、電子伝達体が作用電極２４１Ａ上で酸化される。検出対象物質の膜透過率は、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）に依存するため、酵素センサ１０Ａの感度は、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量）によって変化すると考えられる。

以上説明した第２の実施の形態における濃度測定システム１０００Ａによれば、酵素センサ１０Ａは、透過膜４００と電極２４０Ａとの間に配置され、透過膜４００が変形しないように透過膜４００を支持するスペーサ７００を備えている。
したがって、スペーサ７００によって、透過膜４００の変形を防止して、電極２４０Ａ（電極基板部２００Ａ）と透過膜４００との間の距離を一定に保つことができるため、検出対象物質の検出を安定して行うことができる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態における濃度測定システム１０００Ｂ及び濃度測定方法について説明する。
なお、第３の実施の形態の濃度測定システム１０００Ｂは、透過膜４００にかかる圧力の調整の仕方が、第２の実施の形態の濃度測定システム１０００Ａと異なる。したがって、異なる箇所のみについて説明し、その他の共通する部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

＜濃度測定システム＞
図１９は、濃度測定システム１０００Ｂの構成を示す図であり、図２０は、濃度測定システム１０００Ｂの機能的構成を示す図である。

濃度測定システム１０００Ｂは、例えば、酵素センサ１０Ａを用いて、検出対象物質を測定して、検出対象物質の濃度を測定するシステムである。
具体的には、濃度測定システム１０００Ｂは、例えば、図１９及び図２０に示すように、酵素センサ１０Ａと、計測回路２１と、データ処理装置２２と、データ表示装置２３と、標準ガス生成装置３１と、吸気ポンプ３２と、バルブ駆動装置４０Ｂと、圧力計５２と、制御装置６０Ｂと、などを備えて構成される。

＜バルブ駆動装置＞
バルブ駆動装置４０Ｂは、例えば、制御装置６０Ｂから入力される制御信号に従って、濃度測定システム１０００Ｂが備える各バルブ（切替バルブ４１や、供給側流量調整バルブ４２、排出側流量調整バルブ４３など）を駆動する。

排出側流量調整バルブ４３は、例えば、ニードルバルブ等の、酵素センサ１０Ａの供給層Ｌ１から排出されるガスの流量を調整するためのバルブであり、例えば、酵素センサ１０Ａのガス排出口８３３と、チューブで接続されている。
したがって、第２の実施の形態においては、酵素センサ１０Ａに供給されたガス（気体試料や標準ガス）は、ガス排出口８３３から外部に直接排出されるようになっていたが、第３の実施の形態では、ガス排出口８３３から排出側流量調整バルブ４３を介して外部に排出するようになっている。
ここで、供給層Ｌ１に供給する気体試料の流量を調整して、供給層Ｌ１内の圧力を調整することによって、透過膜にかかる圧力を調整する調整手段は、例えば、バルブ駆動装置４０Ｂ、供給側流量調整バルブ４２及び排出側流量調整バルブ４３によって構成される。

＜圧力計＞
圧力計５２は、例えば、酵素センサ１０Ａの供給層Ｌ１内の圧力を測定する。

＜制御装置＞
制御装置６０Ｂは、例えば、濃度測定システム１０００Ｂを構成する各装置を制御するための装置である。
具体的には、制御装置６０Ｂは、例えば、図２０に示すように、ＣＰＵ６１と、ＲＡＭ６２と、記憶部６３Ｂと、などを備えている。

検量線作成プログラム６３ａＢは、例えば、検出対象物質の濃度を測定する際に使用される検量線を作成する機能を、ＣＰＵ６１に実現させる。

具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、バルブ駆動装置４０Ｂに制御信号を入力して、標準ガス生成装置３１により生成された標準ガスが酵素センサ１０Ａに供給されるように、切替バルブ４１を切り替えさせる。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、圧力計５２により測定された圧力に基づいてバルブ駆動装置４０Ｂに制御信号を入力し、供給層Ｌ２内が一定圧力となるように供給側流量調整バルブ４２及び排出側流量調整バルブ４３を調整させながら、標準ガス生成装置４１や吸気ポンプ３２に制御信号を入力して、基質濃度が異なる標準ガスを順次生成させて酵素センサ１０Ａに順次供給させ、計測回路２１やデータ処理装置２２に制御信号を入力して、検量線を作成させる。

そして、ＣＰＵ６１は、この一連の処理を、例えば、複数の圧力（例えば、「圧力Ｐａ」、「圧力Ｐｂ」、…）それぞれに対して行う。すなわち、ＣＰＵ６１は、例えば、複数の圧力それぞれに対応する検量線（「圧力Ｐａ」に対応する検量線、「圧力Ｐｂ」に対応する検量線、…）を作成する。
この作成された検量線は、例えば、ＲＡＭ６２や記憶部６３Ｂなどに記憶されるようになっている。

閾値決定プログラム６３ｂＢは、例えば、検出対象物質の濃度を測定する際に使用される所定の閾値を決定する機能を、ＣＰＵ６１に実現させる。

具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、検量線作成プログラム６３ａＢを実行したＣＰＵ６１により作成された検量線に基づいて検出濃度範囲を判断し、当該判断した検出濃度範囲内の一の濃度に対応する応答電流を、透過膜４００にかかる圧力に対応する所定の閾値（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力に対応する所定の閾値）として決定する。

より具体的には、例えば、「圧力Ｐａ」に対応する検量線として、図６に示すような検量線が作成された場合、検出濃度範囲をＣ１〜Ｃ３と判断し、当該判断した検出濃度範囲内の一の濃度Ｃ２に対応する「応答電流Ｉ２」を、「圧力Ｐａ」に対応する閾値として決定する。
なお、図６において、一の濃度Ｃ２は、検出濃度範囲Ｃ１〜Ｃ３内の濃度であれば任意である。

測定プログラム６３ｃＢは、例えば、酵素センサ１０Ａを用いて検出対象物質の濃度を測定する機能を、ＣＰＵ６１に実現させる。
すなわち、ＣＰＵ６１は、例えば、酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データと、調整された透過膜４００にかかる圧力（すなわち、調整された供給層Ｌ１内の圧力）と、に基づいて、検出対象物質の濃度を測定する。

具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、バルブ駆動装置４０Ｂに制御信号を入力して、外部大気等の気体試料が酵素センサ１０Ａに供給されるように、切替バルブ４１を切り替えさせる。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、圧力計５２により測定された圧力に基づいてバルブ駆動装置４０Ｂに制御信号を入力し、透過膜４００にかかる圧力が所定の大きさとなるように（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力が所定の大きさとなるように）供給側流量調整バルブ４２及び排出側流量調整バルブ４３を調整させながら、吸気ポンプ３２に制御信号を入力して、気体試料を酵素センサ１０Ａに供給させる。
より具体的には、例えば、供給層Ｌ１内の圧力が、検量線作成プログラム６３ａＢを実行したＣＰＵ６１により作成された検量線に対応する圧力（例えば、「圧力Ｐａ」、「圧力Ｐｂ」、…（Ｐａ＜Ｐｂ＜…））のうちの、最も小さい圧力（「圧力Ｐａ」）と同一となるように調整する。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、計測回路２１に制御信号を入力して、酵素センサ１０Ａからの応答電流（酵素センサ１０Ａの応答出力）を計測させることによって、酵素センサ１０Ａの応答出力に関する応答データを取得する。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、取得した応答データに基づく値（応答電流値）が、閾値決定プログラム６３ｂＢを実行したＣＰＵ６１により決定された所定の閾値のうちの、透過膜４００にかかる圧力に対応する所定の閾値（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力に対応する所定の閾値）を超えたか否かを判断する。
より具体的には、例えば、「圧力Ｐａ」に対応する検量線として図６に示すような検量線が作成され、供給層Ｌ１内の圧力が「圧力Ｐａ」に調整された場合、取得した応答データに基づく値が、供給層Ｌ１内の圧力「圧力Ｐａ」に対応する所定の閾値「応答電流Ｉ２」を超えたか否かを判断する。

そして、応答データに基づく値が所定の閾値を超えたと判断した場合、ＣＰＵ６１は、例えば、当該応答データを、酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データとして決定する。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、データ処理装置２２に制御信号を入力して、当該応答データに基づく数値データ（すなわち、当該応答データに基づく値（応答電流値）と、供給層Ｌ１内の圧力に対応する検量線と、から算出される検出対象物質の濃度に関するデータ）を作成させ、データ表示装置２３に制御信号を入力して、当該数値データに基づく数値情報（すなわち、検出対象物質の濃度）を表示させる。

一方、応答データに基づく値が所定の閾値を超えていないと判断した場合、ＣＰＵ６１は、例えば、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）を前回よりも大きくして、上記一連の処理（調整−取得−判断）を、酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データを決定するまで繰り返し行う。
より具体的には、例えば、供給層Ｌ１内の圧力が、検量線作成プログラム６３ａＢを実行したＣＰＵ６１により作成された検量線に対応する圧力（例えば、「圧力Ｐａ」、「圧力Ｐｂ」、…（Ｐａ＜Ｐｂ＜…））のうちの、前回の圧力（例えば、「圧力Ｐａ」）の次に大きい圧力（「圧力Ｐｂ」）と同一となるよう調整する。
ＣＰＵ６１は、かかる測定プログラム６３ｃＢを実行することによって、測定手段、調整制御手段、取得手段、判断手段及び決定手段として機能する。

＜濃度測定方法＞
濃度測定システム１０００Ｂによる、酵素センサ１０Ａを用いた検出対象物質の濃度測定方法の一例を、図２１のフローチャートを参照して説明する。

まず、ＣＰＵ６１は、検量線作成プログラム６３ａＢを実行して、供給層Ｌ１内の圧力が第１圧力となるよう調整しながら、標準ガスを酵素センサ１０Ａに供給して、第１圧力に対応する検量線を作成する（ステップＳ３１）。

次いで、ＣＰＵ６１は、供給層Ｌ１内の圧力が第１圧力よりも大きい第２圧力となるよう調整しながら、標準ガスを酵素センサ１０に供給して、第２圧力に対応する検量線を作成する（ステップＳ３２）。

次いで、ＣＰＵ６１は、供給層Ｌ１内の圧力が第２圧力よりも大きい第３圧力となるよう調整しながら、標準ガスを酵素センサ１０に供給して、第３圧力に対応する検量線を作成する（ステップＳ３３）。

次いで、ＣＰＵ６１は、閾値決定プログラム６３ｂＢを実行して、作成された検量線に基づいて、第１圧力に対応する第１閾値と、第２圧力に対応する第２閾値と、を決定する（ステップＳ３４）。
ここで、作成された検量線に対応する圧力のうちの、最も大きい圧力（第３圧力）に対応する所定の閾値（第３閾値）も決定するようにしても良い。

次いで、ＣＰＵ６１は、測定プログラム６３ｃＢを実行して、供給層Ｌ１内の圧力が第１圧力となるよう調整しながら、気体試料を酵素センサ１０Ａに供給して（ステップＳ３５）、応答データを取得し（ステップＳ３６）、当該取得した応答データに基づく値が、第１閾値を超えたか否かを判断する（ステップＳ３７）。

ステップＳ３７で、当該取得した応答データに基づく値が、第１閾値を超えたと判断すると（ステップＳ３７；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ４３の処理に移行する。

一方、ステップＳ３７で、当該取得した応答データに基づく値が、第１閾値を超えていないと判断すると（ステップＳ３７；Ｎｏ）、ＣＰＵ６１は、供給層Ｌ１内の圧力が第２圧力となるよう調整しながら、気体試料を酵素センサ１０Ａに供給して（ステップＳ３８）、応答データを取得し（ステップＳ３９）、当該取得した応答データに基づく値が、第２閾値を超えたか否かを判断する（ステップＳ４０）。

ステップＳ４０で、当該取得した応答データに基づく値が、第２閾値を超えたと判断すると（ステップＳ４０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ４３の処理に移行する。

一方、ステップＳ４０で、当該取得した応答データに基づく値が、第２閾値を超えていないと判断すると（ステップＳ４０；Ｎｏ）、ＣＰＵ６１は、供給層Ｌ１内の圧力が第３圧力となるよう調整しながら、気体試料を酵素センサ１０Ａに供給して（ステップＳ４１）、応答データを取得する（ステップＳ４４）。

次いで、ＣＰＵ６１は、取得した応答データを、酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データとして決定し（ステップＳ４３）、検出対象物質の濃度を算出して表示し（ステップＳ４４）、本処理を終了する。
具体的には、供給層Ｌ１内の圧力が第１圧力である際に取得された応答データを、検出結果データとして決定した場合には、当該応答データに基づく値と、第１圧力に対応する検量線と、から検出対象物質の濃度を算出する。
また、供給層Ｌ１内の圧力が第２圧力である際に取得された応答データを、検出結果データとして決定した場合には、当該応答データに基づく値と、第２圧力に対応する検量線と、から検出対象物質の濃度を算出する。
また、供給層Ｌ１内の圧力が第３圧力である際に取得された応答データを、検出結果データとして決定した場合には、当該応答データに基づく値と、第３圧力に対応する検量線と、から検出対象物質の濃度を算出する。

ここで、透過膜４００にかかる圧力が所定の大きさとなるよう調整する調整ステップは、ステップＳ３５に対応し、酵素センサ１０Ａの応答出力に関する応答データを取得する取得ステップは、ステップＳ３６に対応し、取得された応答データに基づく値が、透過膜４００にかかる圧力に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断ステップは、ステップＳ３７に対応し、判断ステップで応答データに基づく値が所定の閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データとして決定する決定ステップは、ステップＳ４３に対応し、決定された検出結果データと、調整された透過膜４００にかかる圧力と、に基づいて、検出対象物質の濃度を算出する算出ステップは、ステップＳ４４に対応し、判断ステップで応答データに基づく値が所定の閾値を超えていないと判断された場合に、透過膜４００にかかる圧力を前回よりも大きくして、調整ステップ（ステップＳ３８、ステップＳ４１）と、取得ステップ（ステップＳ３９、ステップＳ４２）と、判断ステップ（ステップＳ４０）と、を行う繰り返しステップは、ステップＳ３８〜ステップＳ４２に対応する。

以上説明した第３の実施の形態における濃度測定システム１０００Ｂによれば、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）が所定の大きさとなるよう調整させ、酵素センサ１０Ａの応答出力に関する応答データを取得し、取得された応答データに基づく値が、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断し、取得された応答データに基づく値が当該所定の閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを検出結果データとして決定し、取得された応答データに基づく値が当該所定の閾値を超えていないと判断された場合に、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）を前回よりも大きくして上記一連の処理（調整−取得−判断）を酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データを決定するまで繰り返し行うことによって、検出対象物質の濃度を測定するようになっている。
ここで、検出対象物質の膜透過率は透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）に依存するため、供給層Ｌ１内の圧力を調整することで、酵素センサ１０Ａの検出濃度範囲を変えることができる。したがって、供給層Ｌ１内の圧力を調整するという簡易な構成で、酵素センサ１０Ａを、広範な検出濃度範囲を有するセンサとして使用できるとともに、検出対象物質の濃度が未知であっても、供給層Ｌ１内の圧力の可変範囲のうちの適切な圧力（適切な検出濃度範囲となる圧力）で当該検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定することができる。

また、以上説明した第３の実施の形態における濃度測定システム１０００Ｂによれば、供給層Ｌ１に供給するガスの流量と、供給層Ｌ１から排出されるガスの流量と、を調整することによって、供給層Ｌ１内の圧力を調整するようになっているため、簡易な構成で、確実に供給層Ｌ１内の圧力を調整することができる。

以上説明した第３の実施の形態における濃度測定方法によれば、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）が所定の大きさとなるよう調整する調整ステップと、酵素センサ１０Ａの応答出力に関する応答データを取得する取得ステップと、取得された応答データに基づく値が、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断ステップと、判断ステップで応答データに基づく値が所定の閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データとして決定する決定ステップと、決定された検出結果データと、調整手段により調整された透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）と、に基づいて、検出対象物質の濃度を算出する算出ステップと、判断ステップで応答データに基づく値が所定の閾値を超えていないと判断された場合に、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）を前回よりも大きくして、調整ステップと、取得ステップと、判断ステップと、を行う繰り返しステップと、を有している。
したがって、透過膜４００にかかる圧力を調整して、所定の閾値に基づいて当該調整された圧力が適切な検出濃度範囲となる圧力であるか否かを判断するという簡易な構成で、検出対象物質の濃度が未知であっても当該検出対象物質を検出して、当該検出対象物質の濃度を測定することができる。

［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態における濃度測定システム１０００Ｃ及び濃度測定方法について説明する。
なお、第４の実施の形態の濃度測定システム１０００Ｃは、供給層Ｌ１内の圧力の調整の仕方が、第３の実施の形態の濃度測定システム１０００Ｂと異なる。したがって、異なる箇所のみについて説明し、その他の共通する部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

＜濃度測定システム＞
図２２は、濃度測定システム１０００Ｃの構成を示す図であり、図２３は、濃度測定システム１０００Ｃの機能的構成を示す図である。

濃度測定システム１０００Ｃは、例えば、酵素センサ１０Ａを用いて、検出対象物質を測定して、検出対象物質の濃度を測定するシステムである。
具体的には、濃度測定システム１０００Ｃは、例えば、図２２及び図２３に示すように、酵素センサ１０Ａと、計測回路２１と、データ処理装置２２と、データ表示装置２３と、標準ガス生成装置３１と、加圧ポンプ３３と、リザーバタンク３４と、圧力調整装置３５と、バルブ駆動装置４０Ｃと、圧力計５２と、制御装置６０Ｃと、などを備えて構成される。

＜加圧ポンプ＞
加圧ポンプ３３は、例えば、制御装置６０Ｃから入力される制御信号に従って、外部大気等の気体試料や標準ガス生成装置３１により生成された標準ガスなどを吸気して加圧し、酵素センサ１０Ａの供給層Ｌ１に供給する。
具体的には、加圧ポンプ３３の吸気側は、例えば、所定の領域（外部大気等の気体試料が存在する領域）及び標準ガス生成装置３１と、切替バルブ４１を介してチューブで接続されており、排気側は、例えば、加圧ポンプ３３により加圧されたガス（気体試料や標準ガス）を貯めておくためのリザーバタンク３４と、チューブを介して接続されている。加圧ポンプ３３は、例えば、吸気したガスを加圧し、その加圧されたガス（加圧ガス）を、リザーバタンク３４及び圧力調整装置３５を介して、酵素センサ１０Ａのガス導入口８３１から導入して、気相室（供給層Ｌ１）に供給するようになっている。

＜圧力調整装置＞
圧力調整装置３５は、例えば、制御装置６０Ｃから入力される制御信号に従って、酵素センサ１０Ａの供給層Ｌ１に供給するガスの圧力を調整する。
具体的には、圧力調整装置３５の吸気側は、例えば、リザーバタンク３４と、チューブで接続されており、排気側は、例えば、酵素センサ１０Ａのガス導入口８３１と、チューブを介して接続されている。圧力調整装置３５は、例えば、リザーバタンク３４中の加圧ガスの圧力を調整し、その圧力が調整された加圧ガスを、酵素センサ１０Ａのガス導入口８３１から導入して、気相室（供給層Ｌ１）に供給するようになっている。

＜バルブ駆動装置＞
バルブ駆動装置４０Ｃは、例えば、制御装置６０Ｃから入力される制御信号に従って、濃度測定システム１０００Ｃが備える各バルブ（切替バルブ４１や排出側流量調整バルブ４３など）を駆動する。
ここで、供給層Ｌ１内の圧力を調整することによって、透過膜にかかる圧力を調整する調整手段は、例えば、圧力調整装置３５、バルブ駆動装置４０Ｃ及び排出側流量調整バルブ４３によって構成される。

＜制御装置＞
制御装置６０Ｃは、例えば、濃度測定システム１０００Ｃを構成する各装置を制御するための装置である。
具体的には、制御装置６０Ｃは、例えば、図２２に示すように、ＣＰＵ６１と、ＲＡＭ６２と、記憶部６３Ｃと、などを備えている。

検量線作成プログラム６３ａＣは、例えば、検出対象物質の濃度を測定する際に使用される検量線を作成する機能を、ＣＰＵ６１に実現させる。

具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、バルブ駆動装置４０Ｃに制御信号を入力して、標準ガス生成装置３１により生成された標準ガスが酵素センサ１０Ａに供給されるように、切替バルブ４１を切り替えさせる。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、圧力計５２により測定された圧力に基づいて圧力調整装置３５やバルブ駆動装置４０Ｃに制御信号を入力し、供給層Ｌ２内が一定圧力となるように供給層Ｌ１に供給する標準ガス（加圧ガス）の圧力や排出側流量調整バルブ４３を調整させながら、標準ガス生成装置３１や加圧ポンプ３３に制御信号を入力して、基質濃度が異なる標準ガスを順次生成させて酵素センサ１０Ａに順次供給させ、計測回路２１やデータ処理装置２２に制御信号を入力して、検量線を作成させる。

そして、ＣＰＵ６１は、この一連の処理を、例えば、複数の圧力（例えば、「圧力Ｐａ」、「圧力Ｐｂ」、…）それぞれに対して行う。すなわち、ＣＰＵ６１は、例えば、複数の圧力それぞれに対応する検量線（「圧力Ｐａ」に対応する検量線、「圧力Ｐｂ」に対応する検量線、…）を作成する。
この作成された検量線は、例えば、ＲＡＭ６２や記憶部６３Ｃなどに記憶されるようになっている。

閾値決定プログラム６３ｂＣは、例えば、検出対象物質の濃度を測定する際に使用される所定の閾値を決定する機能を、ＣＰＵ６１に実現させる。

具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、検量線作成プログラム６３ａＣを実行したＣＰＵ６１により作成された検量線に基づいて検出濃度範囲を判断し、当該判断した検出濃度範囲内の一の濃度に対応する応答電流を、透過膜４００にかかる圧力に対応する所定の閾値（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力に対応する所定の閾値）として決定する。

より具体的には、例えば、「圧力Ｐａ」に対応する検量線として、図６に示すような検量線が作成された場合、検出濃度範囲をＣ１〜Ｃ３と判断し、当該判断した検出濃度範囲内の一の濃度Ｃ２に対応する「応答電流Ｉ２」を、「圧力Ｐａ」に対応する閾値として決定する。
なお、図６において、一の濃度Ｃ２は、検出濃度範囲Ｃ１〜Ｃ３内の濃度であれば任意である。

測定プログラム６３ｃＣは、例えば、酵素センサ１０Ａを用いて検出対象物質の濃度を測定する機能を、ＣＰＵ６１に実現させる。
すなわち、ＣＰＵ６１は、例えば、酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データと、調整された透過膜４００にかかる圧力（すなわち、調整された供給層Ｌ１内の圧力）と、に基づいて、検出対象物質の濃度を測定する。

具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、バルブ駆動装置４０Ｃに制御信号を入力して、外部大気等の気体試料が酵素センサ１０Ａに供給されるように、切替バルブ４１を切り替えさせる。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、圧力計５２により測定された圧力に基づいて圧力調整装置３５やバルブ駆動装置４０Ｃに制御信号を入力し、透過膜４００にかかる圧力が所定の大きさとなるように（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力が所定の大きさとなるように）供給層Ｌ１に供給する気体試料（加圧ガス）の圧力や排出側流量調整バルブ４３を調整させながら、加圧ポンプ３３に制御信号を入力して、気体試料を酵素センサ１０Ａに供給させる。
より具体的には、例えば、供給層Ｌ１内の圧力が、検量線作成プログラム６３ａＣを実行したＣＰＵ６１により作成された検量線に対応する圧力（例えば、「圧力Ｐａ」、「圧力Ｐｂ」、…（Ｐａ＜Ｐｂ＜…））のうちの、最も小さい圧力（「圧力Ｐａ」）と同一となるように調整する。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、計測回路２１に制御信号を入力して、酵素センサ１０Ａからの応答電流（酵素センサ１０Ａの応答出力）を計測させることによって、酵素センサ１０Ａの応答出力に関する応答データを取得する。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、取得した応答データに基づく値（応答電流値）が、閾値決定プログラム６３ｂＣを実行したＣＰＵ６１により決定された所定の閾値のうちの、透過膜４００にかかる圧力に対応する所定の閾値（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力に対応する所定の閾値）を超えたか否かを判断する。
より具体的には、例えば、「圧力Ｐａ」に対応する検量線として図６に示すような検量線が作成され、供給層Ｌ１内の圧力が「圧力Ｐａ」に調整された場合、取得した応答データに基づく値が、供給層Ｌ１内の圧力「圧力Ｐａ」に対応する所定の閾値「応答電流Ｉ２」を超えたか否かを判断する。

そして、応答データに基づく値が所定の閾値を超えたと判断した場合、ＣＰＵ６１は、例えば、当該応答データを、酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データとして決定する。

次いで、ＣＰＵ６１は、例えば、データ処理装置２２に制御信号を入力して、当該応答データに基づく数値データ（すなわち、当該応答データに基づく値（応答電流値）と、供給層Ｌ１内の圧力に対応する検量線と、から算出される検出対象物質の濃度に関するデータ）を作成させ、データ表示装置２３に制御信号を入力して、当該数値データに基づく数値情報（すなわち、検出対象物質の濃度）を表示させる。

一方、応答データに基づく値が所定の閾値を超えていないと判断した場合、ＣＰＵ６１は、例えば、透過膜４００にかかる圧力（すなわち、供給層Ｌ１内の圧力）を前回よりも大きくして、上記一連の処理（調整−取得−判断）を、酵素センサ１０Ａによる検出結果に関する検出結果データを決定するまで繰り返し行う。
より具体的には、例えば、供給層Ｌ１内の圧力が、検量線作成プログラム６３ａＣを実行したＣＰＵ６１により作成された検量線に対応する圧力（例えば、「圧力Ｐａ」、「圧力Ｐｂ」、…（Ｐａ＜Ｐｂ＜…））のうちの、前回の圧力（例えば、「圧力Ｐａ」）の次に大きい圧力（「圧力Ｐｂ」）と同一となるよう調整する。
ＣＰＵ６１は、かかる測定プログラム６３ｃＣを実行することによって、測定手段、調整制御手段、取得手段、判断手段及び決定手段として機能する。

＜濃度測定方法＞
濃度測定システム１０００Ｃによる、酵素センサ１０Ａを用いた検出対象物質の濃度測定方法の一例は、第３の実施の形態の、濃度測定システム１０００Ｂによる、酵素センサ１０Ａを用いた検出対象物質の濃度測定方法（図２１）と、略同一であるため詳細な説明は省略する。

以上説明した第４の実施の形態における濃度測定システム１０００Ｃによれば、供給層Ｌ１に供給するガス（加圧ガス）の圧力と、供給層Ｌ１から排出されるガスの流量と、を調整することによって、供給層Ｌ１内の圧力を調整するようになっているため、簡易な構成で、確実に供給層Ｌ１内の圧力を調整することができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態のものに限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

透過膜４００にかかる圧力の調整の仕方は、第１〜第４の実施の形態のものに限ることはなく、透過膜４００にかかる圧力を調整して、検出対象物質の膜透過率を調整することができるのであれば任意である。

第１の実施の形態において、酵素センサ１０に、透過膜４００と電極２４０との間に配置され、透過膜４００が変形しないように透過膜４００を支持するスペーサ７００を備えていても良い。
また、第２〜第４の実施の形態において、酵素センサ１０Ａに、透過膜４００の少なくとも一面に配置され、透過膜４００の変形を防止する変形防止部材５００を備えていても良い。

第１〜第４の実施の形態において、検出層Ｌ２に導入する電解液として酵素が含有された電解液を使用することによって、酵素を検出層Ｌ２に含有させることとしたが、酵素を検出層Ｌ２に含有させる方法は、これに限定されるものではなく、公知の固定化方法で電極２４０，２４０Ａ（作用電極２４１，２４１Ａ）上に直接固定する方法であっても良いし、公知の固定化方法で酵素が固定された所定の担体を検出層Ｌ１内に配置する方法であっても良い。
ここで、酵素が固定された所定の担体を検出層Ｌ１内に配置する場合、その酵素が固定された所定の担体をスペーサ７００として用いてもよい。

第１〜第４の実施の形態の実施例において、供給層Ｌ２に気体試料を供給するようにしたが、供給層Ｌ２に供給する試料は流体試料であれば任意であり、例えば、液体試料を供給するようにしても良い。

第１〜第４の実施の形態において、レセプタは、酵素に限定されるものではなく、検出対象物質と選択的に反応する生体物質（生体由来の分子識別素子）であれば任意であり、具体的には、例えば、抗体や微生物などであっても良い。

第１〜第４の実施の形態において、センサを、検出層Ｌ１に検出対象物質と選択的に反応する生体触媒（レセプタ）を含有するバイオセンサとしたが、本発明のセンサは、必ずしも検出層Ｌ１に生体触媒を含有するセンサでなくても良い。
具体的には、例えば、検出層Ｌ１に金属触媒を含有させたセンサであっても良い。
検出層Ｌ１に金属触媒を含有させたセンサとしては、例えば、電極２４０，２４０Ａ上に、金や白金などの金属触媒を担持させた電解質型センサ（定電位電解式センサ）等が挙げられる。定電位電解式センサとは、一定の電位に保たれた作用電極２４１，２４１Ａ上でガスを電気分解し、そのときに発生する電流をガス濃度として検知するセンサである。

第１〜第４の実施の形態において、電極２４０，２４０Ａは、実施の形態のものに限ることはなく、スクリーン印刷法、蒸着法、スパッタリング法等によって、白金、金、銀、カーボン等から形成されたものなどであれば任意である。
また、銀／塩化銀電極である参照電極２４３，２４３Ａは、スクリーン印刷法、蒸着法、スパッタリング法等によって一旦銀電極を形成させた後、一定電流を電解する方法、塩化第２銀水溶液中に浸漬する方法、スクリーン印刷法によって塩化銀を塗布・積層させる方法等によって形成されたものなどであれば任意である。
また、電極２４０，２４０Ａとして、作用電極２４１，２４１Ａ、対電極２４２，２４２Ａ及び参照電極２４３，２４３Ａの三極構造としたが、電極２４０，２４０は、参照電極２４３，２４３Ａを設けない二極構造（作用電極２４１，２４１Ａ及び対電極２４２，２４２Ａの二極構造）であっても良い。

第１及び第２の実施の形態において、濃度測定システム１０００，１０００Ａによる、酵素センサ１０，１０Ａを用いた検出対象物質の濃度測定方法は、実施の形態のものに限るものではない。
例えば、作成された検量線に対応する流量のうちの、最も大きい流量（第３流量）に対応する閾値（第３閾値）も決定して、当該取得した応答データに基づく値が、第３閾値を超えたか否かを判断し、当該取得した応答データに基づく値が、第３閾値を超えていないと判断した場合には、例えば、測定エラーである旨をデータ表示装置２３等に表示させる等して、ユーザにエラー報告をするようにしても良い。
また、例えば、供給層Ｌ１に供給する標準ガスの流量の種類は、第１流量〜第３流量に限ることはなく、複数であれば任意である。
また、例えば、各流量に対して閾値を２つ設けて、この２つの閾値に挟まれる範囲を許容範囲とし、当該取得した応答データに基づく値が、この許容範囲内にあるか否かを判断するようにしても良い。

第３及び第４の実施の形態において、濃度測定システム１０００Ｂ，１０００Ｃによる、酵素センサ１０Ａを用いた検出対象物質の濃度測定方法は、実施の形態のものに限るものではない。
例えば、作成された検量線に対応する圧力のうちの、最も大きい圧力（第３圧力）に対応する閾値（第３閾値）も決定して、当該取得した応答データに基づく値が、第３閾値を超えたか否かを判断し、当該取得した応答データに基づく値が、第３閾値を超えていないと判断した場合には、例えば、測定エラーである旨をデータ表示装置２３等に表示させる等して、ユーザにエラー報告をするようにしても良い。
また、例えば、供給層Ｌ１内の圧力の種類は、第１圧力〜第３圧力に限ることはなく、複数であれば任意である。
また、例えば、各圧力に対して閾値を２つ設けて、この２つの閾値に挟まれる範囲を許容範囲とし、当該取得した応答データに基づく値が、この許容範囲内にあるか否かを判断するようにしても良い。

第１〜第４の実施の形態において、応答データに基づく値が所定の閾値を超えていないと判断した場合、ＣＰＵ６１は、例えば、透過膜４００にかかる圧力を前回よりも大きくして、一連の処理（調整−取得−判断）を、酵素センサ１０，１０Ａによる検出結果に関する検出結果データを決定するまで繰り返し行うようにしたが、これに限ることはなく、例えば、応答データに基づく値が所定の閾値を超えたと判断した場合、ＣＰＵ６１は、例えば、透過膜４００にかかる圧力を前回よりも小さくして、一連の処理（調整−取得−判断）を、酵素センサ１０，１０Ａによる検出結果に関する検出結果データを決定するまで繰り返し行うようにしても良いし、応答データに基づく値が所定の許容範囲外であると判断した場合、ＣＰＵ６１は、例えば、透過膜４００にかかる圧力を前回よりも大きく又は小さくして、一連の処理（調整−取得−判断）を、酵素センサ１０，１０Ａによる検出結果に関する検出結果データを決定するまで繰り返し行うようにしても良い。

第１〜第３の実施の形態において、吸気ポンプ３２を、切替バルブ４１と供給側流量調整バルブ４２との間に配置するようにしたが、これに限ることはなく、例えば、所定の領域（外部大気等の気体試料が存在する領域）と切替バルブ４１との間と、標準ガス生成装置３１と切替バルブ４１との間と、の双方に吸気ポンプ３２を配置するようにしても良い。

第１の実施の形態の濃度測定システムの構成を示す図である。 第１の実施の形態の濃度測定システムの機能的構成を示す図である。 第１の実施の形態の濃度測定システムが備える酵素センサの平面斜視図である。 図３のIV−IV線における断面を模式的に示す図である。 第１の実施の形態の濃度測定システムが備える酵素センサの分解図である。 透過膜にかかる圧力に対応する所定の閾値について説明するための図である。 第１の実施の形態の濃度測定システムによる、酵素センサを用いた検出対象物質の濃度測定方法の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態の濃度測定システムに組み込まれた状態における、酵素センサの正面図である。 第１の実施の形態の実施例の濃度測定システムの評価結果（酵素センサからの応答電流の流量依存性）を示す図である。 第１の実施の形態の実施例の濃度測定システムの評価結果（検量線の作成）を示す図である。 第２の実施の形態の濃度測定システムの構成を示す図である。 第２の実施の形態の濃度測定システムの機能的構成を示す図である。 第２の実施の形態の濃度測定システムが備える酵素センサの平面斜視図である。 図１３におけるXIV−XIV線における断面を模式的に示す図である。 図１３におけるXV−XV線における断面を模式的に示す図である。 透過膜が取り付けられた状態の上側支持体の底面図（ａ）と、電極基板部が取り付けられた状態の下側支持体の平面図（ｂ）と、である。 第２の実施の形態の実施例の濃度測定システムの評価結果（酵素センサからの応答電流の流量依存性）を示す図である。 第２の実施の形態の実施例の濃度測定システムの評価結果（検量線の作成）を示す図である。 第３の実施の形態の濃度測定システムの構成を示す図である。 第３の実施の形態の濃度測定システムの機能的構成を示す図である。 第３の実施の形態の濃度測定システムによる、酵素センサを用いた検出対象物質の濃度測定方法の一例を示すフローチャートである。 第４の実施の形態の濃度測定システムの構成を示す図である。 第４の実施の形態の濃度測定システムの機能的構成を示す図である。

符号の説明

１０，１０Ａ 酵素センサ（センサ、バイオセンサ）
３５ 圧力調整装置（調整手段）
４０，４０Ｂ，４０Ｃ バルブ駆動装置（調整手段）
４２ 供給側流量調整バルブ（調整手段）
４３ 排出側流量調整バルブ（調整手段）
６１ ＣＰＵ（測定手段、調整制御手段、取得手段、判断手段、決定手段）
６３ｃ，６３ｃＢ，６３ｃＣ 測定プログラム（測定手段、調整制御手段、取得手段、判断手段、決定手段）
２４０，２４０Ａ 電極
４００ 透過膜
５００ 変形防止部材
７００ スペーサ
１０００，１０００Ａ，１０００Ｂ，１０００Ｃ 濃度測定システム
Ｌ１ 供給層
Ｌ２ 検出層

Claims (9)

1. 検出対象物質を含有する流体試料が供給される供給層と、前記供給層と隣接するように配置された検出層と、前記供給層と前記検出層とを隔てるように配置され、少なくとも前記検出対象物質が透過する透過膜と、前記検出層に前記透過膜と対向して配置された電極と、を有するセンサと、
   前記透過膜にかかる圧力を調整する調整手段と、
   前記センサによる検出結果に関する検出結果データと、前記調整手段により調整された前記透過膜にかかる圧力と、に基づいて、前記検出対象物質の濃度を測定する測定手段と、
   を備えることを特徴とする濃度測定システム。
2. 請求項１に記載の濃度測定システムにおいて、
   前記測定手段は、
   前記透過膜にかかる圧力が所定の大きさとなるよう、前記調整手段に調整させる調整制御手段と、
   前記センサの応答出力に関する応答データを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された応答データに基づく値が、前記透過膜にかかる圧力に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、前記検出結果データとして決定する決定手段と、を備え、
   前記調整制御手段は、前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えていないと判断された場合に、前記透過膜にかかる圧力が前回よりも大きくなるよう、前記調整手段に調整させることを特徴とする濃度測定システム。
3. 請求項１又は２に記載の濃度測定システムにおいて、
   前記調整手段は、前記供給層に供給する流体試料の流量を調整することによって、前記透過膜にかかる圧力を調整することを特徴とする濃度測定システム。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の濃度測定システムにおいて、
   前記調整手段は、前記供給層内の圧力を調整することによって、前記透過膜にかかる圧力を調整することを特徴とする濃度測定システム。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の濃度測定システムにおいて、
   前記センサは、
   前記透過膜の少なくとも一面に配置され、当該透過膜の変形を防止する変形防止部材を備えることを特徴とする濃度測定システム。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の濃度測定システムにおいて、
   前記センサは、
   前記透過膜と前記電極との間に配置され、当該透過膜が変形しないように当該透過膜を支持するスペーサを備えることを特徴とする濃度測定システム。
7. 検出対象物質を含有する流体試料が供給される供給層と、前記供給層と隣接するように配置された検出層と、前記供給層と前記検出層とを隔てるように配置され、少なくとも前記検出対象物質が透過する透過膜と、前記検出層に前記透過膜と対向して配置された電極と、を有するセンサを用いた、前記検出対象物質の濃度測定方法において、
   前記透過膜にかかる圧力が所定の大きさとなるよう調整する調整ステップと、
   次いで、前記センサの応答出力に関する応答データを取得する取得ステップと、
   次いで、前記取得された応答データに基づく値が、前記透過膜にかかる圧力に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断ステップと、
   前記判断ステップで前記応答データに基づく値が前記閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、前記センサによる検出結果に関する検出結果データとして決定する決定ステップと、
   前記決定された検出結果データと、前記調整手段により調整された前記透過膜にかかる圧力と、に基づいて、前記検出対象物質の濃度を算出する算出ステップと、
   前記判断ステップで前記応答データに基づく値が前記閾値を超えていないと判断された場合に、前記透過膜にかかる圧力を前回よりも大きくして、前記調整ステップと、前記取得ステップと、前記判断ステップと、を行う繰り返しステップと、
   を有することを特徴とする濃度測定方法。
8. 検出対象物質を含有する気体試料が供給される供給層と、前記供給層と隣接するように配置され、前記検出対象物質と選択的に反応するレセプタを含有する検出層と、前記供給層と前記検出層とを隔てるように配置され、少なくとも前記検出対象物質が透過する透過膜と、前記検出層に前記透過膜と対向して配置された電極と、を有するバイオセンサと、
   前記供給層に供給する気体試料の流量を調整することによって、前記透過膜にかかる圧力を調整する調整手段と、
   前記バイオセンサによる検出結果に関する検出結果データと、前記調整手段により調整された前記気体試料の流量と、に基づいて、前記検出対象物質の濃度を測定する測定手段と、を備え、
   前記測定手段は、
   前記供給層に供給する気体試料の流量が所定の大きさとなるよう、前記調整手段に調整させる調整制御手段と、
   前記バイオセンサの応答出力に関する応答データを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された応答データに基づく値が、前記供給層に供給する気体試料の流量に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、前記検出結果データとして決定する決定手段と、を備え、
   前記調整制御手段は、前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えていないと判断された場合に、前記供給層に供給する気体試料の流量が前回よりも大きくなるよう、前記調整手段に調整させることを特徴とする濃度測定システム。
9. 検出対象物質を含有する気体試料が供給される供給層と、前記供給層と隣接するように配置され、前記検出対象物質と選択的に反応するレセプタを含有する検出層と、前記供給層と前記検出層とを隔てるように配置され、少なくとも前記検出対象物質が透過する透過膜と、前記検出層に前記透過膜と対向して配置された電極と、を有するバイオセンサと、
   前記供給層内の圧力を調整することによって、前記透過膜にかかる圧力を調整する調整手段と、
   前記バイオセンサによる検出結果に関する検出結果データと、前記調整手段により調整された前記供給層内の圧力と、に基づいて、前記検出対象物質の濃度を測定する測定手段と、を備え、
   前記測定手段は、
   前記供給層内の圧力が所定の大きさとなるよう、前記調整手段に調整させる調整制御手段と、
   前記バイオセンサの応答出力に関する応答データを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された応答データに基づく値が、前記供給層内の圧力に対応する所定の閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えたと判断された場合に、当該応答データを、前記検出結果データとして決定する決定手段と、を備え、
   前記調整制御手段は、前記判断手段により前記応答データに基づく値が前記閾値を超えていないと判断された場合に、前記供給層内の圧力が前回よりも大きくなるよう、前記調整手段に調整させることを特徴とする濃度測定システム。

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