刺激响应性凝胶材料的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及刺激响应性凝胶材料。
【背景技术】
[0002] 当前，作为获取体内生物信息的方法，通常进行检查通过采血得到的血液中的组 成的生化学检查。该检查基本上是在医疗机构实施的。
[0003] 其中，血糖值传感器在糖尿病患者中得到了普及，另外简易乳酸传感器不断在运 动员中普及。然而，这些都是使用采血的侵入式方法的检查方法。
[0004] 相对于此，作为非侵式入的方法，正在进行以汗中成分为对象的传感器研宄（例 如，参照非专利文献1、非专利文献2)。
[0005] 然而，在这样的方法中，采用使用色素、酶的电极法，存在需要显示电极的测量数 据的处理部、显示部，用于电极、处理部、显示部的电源（需要电池）等的问题，存在构造变 复杂、重量也变大的问题。
[0006] 另外，酶一般是高价的，还存在易受温度、湿度等的影响且难以发挥稳定的特性、 定量性的可靠性低之类的问题。
[0007] 而且，酶因制造批次间、制造商带来的质量的偏差大，另外特性随时间的变化大， 故在使用前需要用已知浓度的标准液校正。
[0008] 现有技术文献
[0009] 非专利文献
[0010] 非专利文献 1:WearableTechnologyforBio-ChemicalAnalysisofBody FluidsDuringExercise30thAnnualInternationalIEEEEMBSConference Vancouver，BritishColumbia，Canada，August20-24,2008 ;
[0011] 非专利文献 2:NovellactateandpHbiosensorforskinandsweat analysisbasedonsinglewalledcarbonnanotubes/SensorsandActuators B117(2006)308-313。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的在于，能够在宽广范围上容易且稳定地进行刺激强度（规定成分的 浓度等）的检测的刺激响应性凝胶材料。
[0013] 这样的目的利用下述的本发明达到。
[0014] 本发明的刺激响应性凝胶材料的特征在于，包含具有0H基的第一聚合物、具有苯 基硼酸结构的第二聚合物、平均粒径在l〇nm以上lOOOnrn以下的微粒子以及溶剂，所述刺激 响应性凝胶材料能够获得所述第一聚合物具有的所述0H基和所述第二聚合物具有的所述 苯基硼酸结构结合的第一状态以及所述第一聚合物具有的所述0H基和所述第二聚合物具 有的所述苯基硼酸结构的结合解除的第二状态，所述第一状态和所述第二状态下，所述刺 激响应性凝胶材料的反射光的波长不同。
[0015] 由此，能够提供在宽广范围下容易且稳定地进行刺激强度（规定成分的浓度等） 的检测的刺激响应性凝胶材料。
[0016] 在本发明的刺激响应性凝胶材料中，优选通过所述第二聚合物具有的所述苯基硼 酸结构和乳酸发生反应而变为所述第二状态。
[0017] 在本发明的刺激响应性凝胶材料中，优选所述第一聚合物包含N-羟乙基丙烯酰 胺作为结构成分。
[0018] 在本发明的刺激响应性凝胶材料中，优选所述第二聚合物包含具有苯基硼酸结构 的单体作为结构成分。
[0019] 在本发明的刺激响应性凝胶材料中，优选所述第二聚合物包含3-丙烯酰胺苯基 硼酸作为构成成分。
[0020] 在本发明的刺激响应性凝胶材料中，优选设所述第一聚合物的含有率为Xi(质 量％ )，所述第二聚合物的含有率为x2 (质量％ )时，满足0. 2g 8的关系。
[0021] 在本发明的刺激响应性凝胶材料中，优选包含水作为所述溶剂。
[0022] 在本发明的刺激响应性凝胶材料中，优选包含硅石作为所述微粒子。
【具体实施方式】
[0023] 以下，对本发明的合适的实施方式进行详细的说明。
[0024]〈刺激响应性凝胶材料〉
[0025] 刺激响应性凝胶材料包括高分子材料（聚合物）、微粒子以及溶剂。如后详述的那 样，作为高分子材料，构成为使得包括满足规定的条件的第一聚合物及第二聚合物，因为周 围的环境的变化（规定的刺激的有无或刺激的强度等的变化）改变其结合状态。这样，通 过周围的环境的变化获取不同状态，刺激响应性凝胶材料发生变形。通过包括微粒子，这样 的变形可检测为由微粒子形成的胶体结晶的构造色的变化。
[0026] 这样，在本实施方式中，可检测规定的刺激，但因为是凝胶材料，与现有的使用酶 的方式相比，稳定性优异且批次间等的特性的偏差小。而且，因为是以满足规定的条件的第 一聚合物及第二聚合物为构成成分的凝胶材料（显示胶体结晶的构造色的凝胶材料），故 能在宽广的范围容易且可靠地进行规定的刺激的检测。另外，伴随着刺激的强度（规定成 分的浓度等）的变化的构造色的变化可靠地发生，故在刺激的强度的定量性方面也是优异 的。另外，不使用电源，即使不采用复杂的结构，也能容易且可靠地识别检测使用者等的刺 激的强度。另外，不需要使用酶那样的高价的材料，故在成本方面也是有利的。
[0027][高分子材料（聚合物）]
[0028]刺激响应性凝胶材料包括具有OH基（与碳原子结合的羟基）的第一聚合物以及 具有苯基硼酸结构的第二聚合物作为高分子材料。
[0029] 刺激响应性凝胶材料能够取得第一聚合物具有的OH基和第二聚合物具有的苯基 硼酸结构结合的第一状态，第一聚合物具有的OH基和第二聚合物具有的苯基硼酸结构的 结合解除的第二状态。
[0030] 这样的状态的变化因周围的环境的变化（规定的刺激的有无，刺激的强度等的变 化）而发生。刺激响应性凝胶材料中所含有的多个分子（第一聚合物分子及第二聚合物分 子）中的处于第一状态的分子与处于第二状态的分子的比率，随该刺激的强度而倾斜地变 化。因此，能够定量地检测刺激的强度。
[0031] 优选刺激响应性凝胶材料通过第二聚合物具有的苯基硼酸结构和乳酸发生反应 而成为第二状态。
[0032] 刺激响应性凝胶材料，在各种刺激中，可对乳酸在特别宽广的浓度范围中、以特别 高的灵敏度进行检测、定量。另外，在现有的技术中，乳酸的检测、定量几乎都使用酶，没有 能够合适地适用于乳酸的检测、定量的刺激响应性凝胶材料。从以上可知，通过将本实施方 式中的刺激响应性凝胶材料用于乳酸的检测、定量，能够更显著地发挥效果。
[0033] 本实施方式中的刺激响应性凝胶材料对乳酸表示出高灵敏度，可认为是因为以下 的理由。即，在刺激响应性凝胶材料是检测乳酸的材料时，在乳酸的浓度低的情况下，处于 第一聚合物具有的OH基和第二聚合物具有的苯基硼酸结构结合的第一状态的物质的比例 变高。另一方面，乳酸的浓度高时，反应性极好，第一聚合物具有的OH基和苯基硼酸结构的 结合，置换为乳酸和苯基硼酸结构的结合。可认为这是因为，乳酸是具有羟基羧酸结 构、与苯基硼酸结构具有特别高的反应性的化合物，且因为分子的大小较小，在刺激响应性 凝胶材料中中，能够容易地接近第二聚合物具有的苯基硼酸结构。
[0034] 在以下的说明中，以刺激响应性凝胶材料是因第二聚合物具有的苯基硼酸结构和 乳酸发生反应而成为第二状态而用于的乳酸的检测、定量的刺激响应性凝胶材料的情况为 中心进行说明：。
[0035](第一聚合物）
[0036] 第一聚合物是具有OH基（羟基）的聚合物。
[0037] OH基可在聚合作为聚合物的构成成分的聚合性化合物（单体等）后引入，优选是 作为聚合物的构成成分的聚合性化合物所具有的。
[0038] 由此，能容易且可靠地进行第一聚合物具有的OH基的比例等的调整。
[0039] 作为构成第一聚合物的、具有OH基的单体，可例举出N-羟乙基丙烯酰胺、2-羟乙 基（甲基）丙烯酸酯、甘油单（甲基）丙烯酸酯、2-羟基-1-丙烯酰氧基_3_(甲基）丙烯 酰氧基丙烷、2-羟基-1，3-二（甲基）丙烯酰氧基丙烷等，能够组合从其中选择的1种或2 种以上，但优选第一聚合物包括N-羟乙基丙烯酰胺作为构成成分。
[0040] 由此，更合适地进行与刺激响应性凝胶材料的放置环境的变化（特别是乳酸浓度 的变化）对应的、第一状