特許 6362493 感知センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6362493

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】感知センサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 5/02 20060101AFI20180712BHJP

【ＦＩ】

   G01N5/02 A

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-191438(P2014-191438)

(22)【出願日】2014年9月19日

(65)【公開番号】特開2016-61724(P2016-61724A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2017年6月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232483

【氏名又は名称】日本電波工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002756

【氏名又は名称】特許業務法人弥生特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100091513

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 俊夫

(72)【発明者】

【氏名】茎田 啓行

【審査官】 北川 創

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１４５５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２７７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１４５５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０６９６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１８８３５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一面側に凹部が形成された配線基板と、
圧電片に、前記配線基板の導電路に電気的に接続された励振電極を設けて構成されると共に、一面側に試料液中の感知対象物を吸着する吸着膜が形成され、振動領域が前記凹部と対向するように前記凹部を塞いだ状態で前記配線基板に固定された圧電振動子と、
前記圧電振動子を含む配線基板の一面側の領域を覆うように設けられ、圧電振動子との間に試料液の注入口に連通する流路が形成される流路形成部材と
前記流路形成部材における配線基板とは反対側の面を押圧して、前記流路形成部材を配線基板に押圧する押圧部材と、
前記押圧部材が流路形成部材を押圧したときに、前記流路が押しつぶされることを避けるために、前記流路形成部材における流路とは反対側の部位と押圧部材との間に隙間が形成されるように構成されていることを特徴とする感知センサ。

【請求項2】

前記押圧部材が流路形成部材を押圧したときに、前記流路が押しつぶされることを避けるために、流路形成部材における流路とは反対側の面に押圧部材の押圧により形状が変化して押圧を緩衝する潰れ代を備えることを特徴とする請求項１記載の感知センサ。

【請求項3】

流路形成部材における配線基板側の面に設けられ、前記押圧部材が流路形成部材を押圧したときに、流路形成部材における前記圧電振動子を含む配線基板の一面側と接する面から突出するように設けられた潰れ代を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の感知センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電振動子の発振周波数に基づいて、試料液に含まれる感知対象物を感知するための感知センサに関する。

【背景技術】

【0002】

臨床分野において、例えば血糖値の自己モニタリングに代表されるＰＯＣＴ(Point of core TEST)と呼ばれる簡便な方法が普及している。この方法の例として特許文献1にはＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）を利用した感知センサが記載されており、配線基板上に水晶振動子を載置し、上側ケース及び下側ケースを互いに係合して上側ケースと水晶振動子との間に試料液の収容空間を形成する構造が開示されている。そしてＱＣＭの高感度化技術として、差動計測を行うツインセンサがある。この技術は一枚の水晶上に二つの電極を流路に対して対称に形成し、試料液が電極に対して同時にかつ同様に流れるように構成して周囲の外来ノイズをキャンセルする。

【0003】

感知センサにおいては、感知対象物と水晶振動子表面との接触率を向上させるために流路の高さを狭小化する要請があり、特許文献２には流路の高さを２ｍｍに設定する構造が記載されている。しかし嵌合するカバーの形状のばらつきにより、流路形成部材を押圧したときに流路が潰れてしまう場合や水晶振動子が欠損する虞がある。またシートの凹部を狭小にしたうえで、嵌合するカバーからの圧力を低下させる手法も考えられるが、試料液がセンサ外に漏れだす虞がある。

【0004】

特許文献３には、開口部及び開口部を取り巻く溝が形成された下部ケース上に圧電振動子を配置し、上部ケースに試料液注入口及び前記溝に対応する突起を形成し、下部ケースの溝と上部ケースの突起とを嵌合させて圧電センサを構成する手法が開示されている。しかし当該文献には圧電振動子上における試料液の流路の高さに関する言及はなく、解決する課題が本発明とは異なる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１４５５６６号公報

【特許文献2】特開２０１１−２７７１６号公報

【特許文献3】特開平９−１４５５８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明はこのような事情の下になされたものでありその目的は、試料液の供給空間の高さを低くして感知対象物の測定感度を向上させることができる感知センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の感知センサは、一面側に凹部が形成された配線基板と、
圧電片に、前記配線基板の導電路に電気的に接続された励振電極を設けて構成されると共に、一面側に試料液中の感知対象物を吸着する吸着膜が形成され、振動領域が前記凹部と対向するように前記凹部を塞いだ状態で前記配線基板に固定された圧電振動子と、
前記圧電振動子を含む配線基板の一面側の領域を覆うように設けられ、圧電振動子との間に試料液の注入口に連通する流路が形成される流路形成部材と
前記流路形成部材における配線基板とは反対側の面を押圧して、前記流路形成部材を配線基板に押圧する押圧部材と、
前記押圧部材が流路形成部材を押圧したときに、前記流路が押しつぶされることを避けるために、前記流路形成部材における流路とは反対側の部位と押圧部材との間に隙間が形成されるように構成されていることを特徴とする。

【0008】

また本発明の感知センサは、前記押圧部材が流路形成部材を押圧したときに、前記流路が押しつぶされることを避けるために、流路形成部材における流路とは反対側の面に押圧部材の押圧により形状が変化して押圧を緩衝する潰れ代を備えていてもよく、流路形成部材における配線基板側の面に設けられ、前記押圧部材が流路形成部材を押圧したときに、流路形成部材における前記圧電振動子を含む配線基板の一面側と接する面から突出するように設けられた潰れ代を備えることを特徴としてもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の感知センサは、励振電極に感知対象物を吸着する吸着膜が設けられた水晶振動子の一面側に、押圧部材により流路形成部材を押圧して、水晶振動子の一面側を一端側から他端側に向かう流路を形成しており、流路形成部材における流路の反対側の面に流路と対向する位置、あるいは押圧部材において、流路形成部材における流路の反対側の面に流路と対向する位置の少なくとも一方に凹部を設けている。そのため押圧部材に歪みがある場合にも、流路形成部材を押圧したときに流路の変形が抑制される。従って試料液が流路を安定して流れるようになり測定感度が上がる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る感知装置及び感知センサの斜視図である。

【図2】感知センサの分解斜視図である。

【図3】感知センサの各部の上面側を示した分解斜視図である。

【図4】感知センサの一部の下面側を示した分解斜視図である。

【図5】流路形成部材の上面側、下面側の平面図及び縦断面図である。

【図6】前記感知センサの縦断側面図である。

【図7】前記感知センサの流路を拡大した縦断側面図である。

【図8】従来の感知センサにおける流路を説明する説明図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る感知センサの流路を説明する説明図である。

【図10】従来の感知センサにおける流路を説明する説明図である。

【図11】本発明の実施の形態に係る感知センサの流路を説明する説明図である。

【図12】前記感知装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下本発明の実施の形態に係る感知センサを用いた感知装置について説明する。この感知装置は、マイクロ流体チップを利用し、例えば人間の鼻腔の拭い液から得られた試料液中のウイルスなどの抗原の有無を検出し、人間のウイルスの感染の有無を判定することができるように構成されている。図１の外観斜視図に示すように、感知装置は本体部１２と、感知センサ２と、を備えている。感知センサ２は、本体部１２に形成された差込口１７に着脱自在に接続されている。本体部１２の上面には、例えば液晶表示画面により構成される表示部１６が設けられており、表示部１６は例えば本体部１２内に設けられた後述する発振回路の出力周波数あるいは、周波数の変化分等の測定結果もしくは、ウイルスの検出の有無等を表示する。

【0012】

続いて感知センサ２について説明する。図２は図１に示した感知センサ２における上側カバー体２１を外した状態を示す斜視図、図３、図４は夫々感知センサ２の各部材の表側（上面側）及び一部の部材の裏側（下面側）を示した斜視図、図５は流路形成部材５の（ａ）上面側及び（ｂ）下面側を示す平面図と（ｃ）縦断面図とを示す。また図６は感知センサ２の縦断面図を示し、図7は流路５７を拡大した図である。
感知センサ２は、図１に示すように上側カバー体２１と下側ケース２２とで構成される容器２０を備えている。下側ケース２２の上方には、長さ方向に延伸された形状の配線基板３が設けられ、配線基板３における長さ方向の一端側には前述の本体部１２の差込口１７に差し込まれる差込部３１が形成されている。以下明細書中では、感知センサ２の差込部３１側を後方、他端側を前方とする。

【0013】

配線基板３の前方側の位置には、貫通孔３２が形成されており、配線基板３は貫通孔３２が下側ケース２２の底面によって塞がれると共に、下側ケース２２の外側に差込部３１が突出するように配置される。配線基板３の表面側には、長さ方向に伸びる３本の配線２５〜２７が設けられており、各配線２５〜２７の一端側は、差込部３１において、夫々端子部２５２、２６２、２７２が形成されている。また各配線２５〜２７の他端側は貫通孔３２の外縁にて、夫々端子部２５１、２６１及び２７１が形成されている。更に配線基板３における貫通孔３２の更に前方には、配線基板３の水平位置を決めるための孔部５８が幅方向に２か所並べて形成されている。

【0014】

続いて水晶振動子４について、説明する。水晶振動子４は、例えばＡＴカットの円板状の水晶片４１を備えており、水晶片４１の表面側及び裏面には、例えばＡｕ（金）により形成される２対の励振電極４２Ａ、４３Ａ及び４２Ｂ、４３Ｂが帯状に設けられている。上面側の励振電極４２Ａ、４２Ｂは、共通化されてアースに接続される。一方の励振電極４２Ａの表面には、例えば抗原である感知対象物を吸着するための抗体からなる吸着膜４６が形成されている。また他方の励振電極４２Ｂの表面は吸着膜４６が形成されずに剥き出しの状態となっている。
図３に示すように水晶振動子４は、裏面側の励振電極４３Ａ，４３Ｂが配線基板３の貫通孔３２に臨むように配置され、導電性接着剤により接着される。これにより水晶振動子４の裏面側の励振電極４３Ａ、４３Ｂが夫々配線２５２、２７２と接続され、表面側の励振電極４２Ａ、４２Ｂが配線２６２と接続される。

【0015】

図３に戻って、配線基板３の上面側には、流路形成部材５が設けられている。流路形成部材５は、例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）で構成された板状の部材で構成される。流路形成部材５の前方寄りの位置には、流路形成部材５の位置合わせをするための孔部５８が、配線基板３に形成された孔部３３と対応する位置に、流路形成部材５を厚さ方向に貫通するように設けられている。

【0016】

流路形成部材５の（ａ）上面側、（ｂ）下面側及び（ｃ）縦断面図を示す図５も参照して説明すると、流路形成部材５の下面側には、水晶振動子４が収まるように円形の凹部５４が形成されている。また流路形成部材５の下面側には、配線基板３に形成された各配線２５〜２７が収まり、凹部５４に夫々連通した溝２５３、２６３、２７３が形成されている。凹部５４には、流路形成部材５が配線基板３側に押圧されたときに水晶振動子４の表面との間に試料液の流路５７を区画形成する囲み部５１が設けられている。この囲み部５１は、感知センサ２の前後方向にその長さ方向が向くように、その外縁が小判型に形成された環状の突出部により構成されている。囲み部５１は、凹部５４から３００μｍの厚さに突出するように構成され、囲み部５１の内側の領域は、凹部５４と同じ高さの平面になっている。流路形成部材５には、流路５７の後端と前端とに夫々開口し、厚さ方向に貫通する貫通孔５２、５３が穿設されている。流路５７は、各貫通孔５２、５３の位置から、その幅が徐々に広がるように構成されている。

【0017】

流路形成部材５の上面側における各貫通孔５２、５３の周囲には、各貫通孔５２、５３を囲み、断面がかまぼこ型の環状の潰れ代８１、８２が形成されている。潰れ代８１、８２は、流路形成部材５において、上側カバー体２１における流路形成部材５を押圧する面と相対する面から０.０５ｍｍ突出して形成されており、流路形成部材５が上側カバー体２１から受ける押圧が緩衝される。また図５に示すように流路形成部材５における囲み部５１の下面には、囲み部５１下面における内縁に沿って、断面がかまぼこ型の環状の潰れ代８３が上側カバー体２１と下側ケース体２２とを互いに係止して流路形成部材５を配線基板３に押圧したときに、囲み部５１において水晶振動子４と相対する面から０.０５ｍｍ突出して形成されており、流路形成部材５の水晶振動子４への押圧が緩衝される。更に流路形成部材５の上面側における貫通孔５２、５３の間には、流路５７と対向するように深さ５００μｍの略矩形の凹部８４が形成されている。

【0018】

流路形成部材５の孔部５８は、配線基板３に設けられた孔部３３と揃うように配置される。この時囲み部５１が水晶振動子４の上面に配置され、励振電極が４２Ａ，４２Ｂが流路５７の中心に並んで収まり、流路５７の下面側が水晶振動子４により塞がれる。この囲み部５１と水晶振動子４とに囲まれた領域は、底面が水晶振動子４により構成され、天上面と底面が平行に伸びる深さ３００μｍの流路５７を形成する。

【0019】

また図３に示すように前記貫通孔５２、５３には、夫々多孔質の部材で構成された入口側毛細管部材５５と出口側毛細管部材５６が着脱自在に設けられている。
入口側毛細管部材５５は、例えば円柱状の部材であり、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの化学繊維束により構成されている。入口側毛細管部材５５は、貫通孔５２を塞ぐように配置され、その上端が後述する上側カバー体２１に形成されたインジェクト口２３に露出し、下端が流路５７内に進入するように設けられている。出口側毛細管部材５６も同様にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの化学繊維束により構成され、上方に伸びた後、屈曲して水平に伸びるＬ字型に形成される。出口側毛細管部材５６は、貫通孔５３を塞ぎ、その下端が流路５７内に進入するように配置されている。更に出口側毛細管部材５６の下端は、後方側から前方側に向かって傾斜している。

【0020】

出口側毛細管部材５６の他端側は、例えば親水性のガラス管で構成される廃液流路５９の一端側に接続されている。廃液流路５９の他端側には、例えば廃液流路５９から流出する液体を吸引する毛細管シート７１と、毛細管シート７１で吸引された液体を吸収する吸収部材７２から構成される廃液吸収部７が接続されており、廃液吸収部７の外側には、吸収部材７２からの液漏れを防ぐためのケース体７３が設けられている。なお図中７５は廃液流路５９を支持する支持部材である。

【0021】

押圧部材に相当する上側カバー体２１は、差込部３１を除いた配線基板３、流路形成部材５及び廃液吸収部７を上方側から覆うように設けられる。上側カバー体２１の上面側にはすり鉢状に傾斜したインジェクト口２３が形成されている。上側カバーの裏面側には、流路形成部材５を配線基板３に押圧するための押圧部９０が設けられている。押圧部９０は、例えば略箱形に構成され、上側カバー体２１を下側ケース体２２に嵌合して互いに係止した時に、その下面にて流路形成部材５の上面全体を垂直下方に押圧する。押圧部９０には、貫通孔５２に対応する位置にインジェクト口２３に貫通する貫通孔９１が設けられている。また貫通孔５３に対応する位置から前方側に向かって、廃液流路５９及び出口側毛細管部材５６の設置領域を確保するための切欠き９２が形成されている。また押圧部９０には、流路形成部材５及び配線基板３に夫々設けられた孔部５８、３３に挿入され、流路形成部材５及び配線基板３の位置決めをするための固定柱９３が設けられている。また上側カバー体２１には、内側に爪５８が形成されており、下側ケース体２２の対応するように形成された溝部５９に爪５８が係合されることにより、上側カバー体２１と下側ケース体２２との係止構造が構成される。

【0022】

感知センサ２における上側カバー体２１により流路形成部材５を配線基板３に押圧した時の流路５７について説明する。なお水晶振動子４の厚さに対して、励振電極４２Ａ，Ｂ、４３Ａ，Ｂ及び各配線２５〜２７は極めて薄いため、図６〜図１１においては、水晶振動子４を一枚の平板として示している。図６、図７に示したように各部品を下側ケース体２２の内部に配置した後、上側カバー体２１を下側ケース体２２に対して被せ、上側カバー体２１の爪５８が下側ケース体側面の溝部５９に嵌合するまで上側カバー体２１を下側ケース体２２に押圧する。この時流路形成部材５は、図６、図７に示すように上側カバー体２１の内部の押圧部９０により上面が押されて、配線基板３に対して押圧される。

【0023】

流路形成部材５における供給流路５０の上方の部分を天井部分１００とすると、上側カバー体２１に歪み生じている場合、例えば押圧部９０の中央部付近が低くなっている場合に、流路形成部材５の上面側に凹部８４を設けていない場合には、天井部分１００における中央部が強く押圧される。そのため天井部分１００が押圧部９０の形状に合わせて湾曲し、この例では天井部分１００の中央部分が押し下げられるように湾曲するため、図８に示すように流路５７が潰れてしまう虞がある。本発明の実施の形態に係る流路形成部材５のように、流路形成部材５の上面に流路５７と対向するように凹部８４を設けた場合には、押圧部９０が平面でない場合にも、凹部８４部分が押圧部９０に接しないため、天井部分１００は、押圧部９０の形状に沿って湾曲せず、流路５７の天上面は水晶振動子４と平行な姿勢を保つことができる。従って図９に示すように流路５７の潰れを抑制できる。

【0024】

また例えば押圧部９０の前方側が後方側に比べて低くなっている場合に、上面側に潰れ代８１、８２を設けていない流路形成部材５を押圧して固定すると、図１０に示すように、流路５７の天井部分１００において、前方側が後方側よりも押圧される力が強くなるため、供給流路５０における天井部分１００の前方側が押し下げられ、流路５７が塞がれてしまう場合がある。流路形成部材５の上面側における貫通孔５２、５３の周囲に潰れ代８１、８２を設けた場合には、図１１に示すように、流路形成部材５の上面側における前方側の貫通孔５３の周囲に形成した潰れ代８２が潰れるため、流路５７の天井部分１００の前方側の押し下げが抑制される。従って、供給流路５７の天上面と水晶振動子４とが平行な姿勢となり、流路５７の潰れが抑制される。

【0025】

続いて流路形成部材５の下面側に設けた潰れ代８３について説明する。図１０に示すように潰れ代８３を設けていない場合に、流路形成部材５の上面において、前方側が強く押圧され、後方側の押圧が弱い場合には、囲み部５１の前方側が歪んだり、後方側の囲み部５１と水晶振動子４との間に隙間が生じる虞がある。流路形成部材５の下面側に潰れ代８３を設けることにより、前方側の押圧が強い場合には、潰れ代８３が潰れることにより、囲み部５１の歪みを抑制すると共に、囲み部５１の後方側と水晶振動子４との間の密着性を高めることができる。

【0026】

続いて感知センサ２を用いた感知装置の全体構成について説明する。上記の感知センサ２の差込部３１が、本体部１２に差し込まれると、差込部３１に形成された端子部２５２、２６２、２７２が本体部１２に、これらの端子部２５２、２６２、２７２と対応するように形成された図示しない接続端子部に電気的に接続されて、感知装置を構成する。図１２に示すように本体部１２には、例えばコルピッツ回路で構成された第１の発振回路６３及び第２の発振回路６４が設けられており、第１の発振回路６３は水晶振動子４における励振電極４２Ａと励振電極４３Ａとに挟まれた領域である第１の振動領域６１を、第２の発振回路６４は励振電極４２Ｂと励振電極４３Ｂとに挟まれた領域である第２の振動領域６２を夫々発振させるように構成されている。また端子２６２は発振時にアース電位となるように接続される。この表面側における第１の振動領域６１と、第２の振動領域６２との表面は測定領域に相当する。

【0027】

第１及び第２の発振回路６３、６４の出力側は、スイッチ部６５と接続され、スイッチ部６５の後段にはデータ処理部６６が設けられる。データ処理部６６は、入力信号である周波数信号のディジタル処理を行い、第１の発振回路６３により出力される発振周波数「Ｆ１」の時系列データと、第２の発振回路６４により出力される発振周波数「Ｆ２」の時系列データと、を取得する。

【0028】

本発明の感知装置では、スイッチ部６５により、データ処理部６６と第１の発振回路６３とを接続するチャンネル１と、データ処理部６６と第２の発振回路６４とを接続するチャンネル２とを交互に切り替えた間欠発振を行うことにより、感知センサ２の２つの振動領域６１、６２間の干渉を避け、安定した周波数信号を取得できるようにしている。そしてこれらの周波数信号は、例えば時分割されて、データ処理部６６に取り込まれる。データ処理部６６では、周波数信号を例えばディジタル値として算出し、算出されたディジタル値の時分割データに基づいて、演算処理を行い、例えば、抗原の有無などの演算結果を表示部１６に表示する。

【0029】

続いて感知センサ２を用いた感知装置の全体構成について説明する。上記の感知センサ２の差込部３１が、本体部１２に差し込まれると、差込部３１に形成された端子部２５２、２６２、２７２が本体部１２に、これらの端子部２５２、２６２、２７２と対応するように形成された図示しない接続端子部に電気的に接続されて、感知装置を構成する。図１２に示すように本体部１２には、例えばコルピッツ回路で構成された第１の発振回路６３及び第２の発振回路６４が設けられており、第１の発振回路６３は水晶振動子４における励振電極４２Ａと励振電極４３Ａとに挟まれた領域である第１の振動領域６１を、第２の発振回路６４は励振電極４２Ｂと励振電極４３Ｂとに挟まれた領域である第２の振動領域６２を夫々発振させるように構成されている。また端子２６２は発振時にアース電位となるように接続される。この表面側における第１の振動領域６１と、第２の振動領域６２との表面は測定領域に相当する。

【0030】

第１及び第２の発振回路６３、６４の出力側は、スイッチ部６５と接続され、スイッチ部６５の後段にはデータ処理部６６が設けられる。データ処理部６６は、入力信号である周波数信号のディジタル処理を行い、第１の発振回路６３により出力される発振周波数「Ｆ１」の時系列データと、第２の発振回路６４により出力される発振周波数「Ｆ２」の時系列データと、を取得する。

【0031】

本発明の感知装置では、スイッチ部６５により、データ処理部６６と第１の発振回路６３とを接続するチャンネル１と、データ処理部６６と第２の発振回路６４とを接続するチャンネル２とを交互に切り替えた間欠発振を行うことにより、感知センサ２の２つの振動領域６１、６２間の干渉を避け、安定した周波数信号を取得できるようにしている。そしてこれらの周波数信号は、例えば時分割されて、データ処理部６６に取り込まれる。データ処理部６６では、周波数信号を例えばディジタル値として算出し、算出されたディジタル値の時分割データに基づいて、演算処理を行い、例えば、抗原の有無などの演算結果を表示部１６に表示する。

【0032】

この感知装置による、試料液中の感知対象物の有無を判定方法について説明する。先ず感知センサを本体部１２に接続し、図示しないインジェクタを用いて、インジェクト口２３に例えば生理食塩水からなり、感知対象物を含まない薄め液を滴下する。液体は毛細管現象により入口側毛細管部材に吸収され、当該入口側毛細管部材５５内を流通し、流路５７に流れ込んで水晶振動子４の後方側の表面に供給される。
水晶振動子４を構成する水晶片４１の表面は親水性であるため、供給流路５０内を濡れ拡がり、供給流路５０に広がった液体に続いて入口側毛細管部材５５の液体は、表面張力により水晶片４１の表面へ引きだされ、インジェクト口２３から供給流路５０へ連続して液体が流れていく。この時供給流路５０の天上面と、水晶振動子４とは、平行になっている。また供給流路５０の幅も後方側から放射状に広がったのち、中流域で一定の幅となり、その後出口側毛細管部材５６に向けて徐々に狭くなるように構成されている。励振電極４２Ａ、４２Ｂは、供給流路の中流部付近に並べて配置されているため、液体は励振電極４２Ａ、４２Ｂの表面を一定の速度で、同時に流れることになる。

【0033】

そして水晶振動子４の表面の液体が出口側毛細管部材５６に到達すると、液体は毛細管現象により出口側毛細管部材５６に吸収され、当該出口側毛細管部材５６内を流れて廃液流路５９へ滲み出る。ここで毛細管現象に加えてサイホンの原理が働き、引き続き自動的に液受け部に供給された液体が水晶振動子４の表面を通過して廃液流路５９へと排出される。

【0034】

廃液流路５９内の液体は当該廃液流路５８内を下流側に通流し、毛細管シート７１に到達する。廃液流路５９内の液体が毛細管シート７１に到達すると、廃液流路を通流する液体の移動速度よりも大きい速度にて毛細管シート７１側に液体が移動する。毛細管シート７１に液体が接触すると、毛細管シート７１内を毛細管現象により広がるように通流して行き、廃液流路５９内にて液体が途切れる状態が形成される。

【0035】

こうして廃液流路５９内にて液体が分断されると、毛細管シート７１側の液体は、毛細管シート７１に接触する吸収部材７２に吸収されて貯留される。一方インジェクト口２３に残存する液体は、毛細管現象とサイホンの原理とにより、廃液流路５９に向けて流れようとするため、この液体の流れにより廃液流路５９内に残存した液体は下流側に移動していき、再び毛細管シート７１と接触する。このようにして廃液流路５９内の液体の分断と、液体の通流とが繰り返され、液受け部内の液体がすべて通流したところで、廃液流路５９内では液体が分断された状態で停止する。

【0036】

緩衝液の供給に説明を戻すと、インジェクト口２３に滴下された緩衝液は、既述のように感知センサ２内を通流する。そして流路５７を流れる緩衝液が、励振電極４２Ａ，４２Ｂの表面に供給されると、これら励振電極４２Ａ，４２Ｂは供給流路５０の入り口側から出口側に向かってみて対称に形成されているため、等しく水圧の影響を受ける。これによって第１の振動領域６１、第２の振動領域６２の発振周波数が共に等しく低下する。

【0037】

続いて緩衝液と同量の試料液をインジェクト口２３に供給する。これにより入口側毛細管部材５５に吸収されている緩衝液に加わる圧力が高くなり、当該緩衝液は再び廃液流路５９内を下流側に向かって流れ、試料液が入口側毛細管部材５５に吸収される。吸収された試料液は、緩衝液と同様に入口側毛細管部材５５から流路５７に流入し、供給流路５７内が緩衝液から試料液に置換される。

【0038】

この時にも、励振電極４２Ａ，４２Ｂが流路５７の入り口側から出口側に見て対称に形成されているためこれら励振電極４２Ａ，４２Ｂは流路５７内の液の入れ替わりによる圧力変化を均等に受け、当該圧力変化による第１の振動領域６１、第２の振動領域６２の発振周波数が互いに揃って変化する。試料液中に感知対象物が含まれる場合には、励振電極４２Ａ上の吸着膜４６に当該感知対象物が吸着される。一方励振電極４２Ｂ上には、感知対象物が吸着されない。このため吸着膜４６への感知対象物の吸着量に応じて周波数が下降し、Ｆ１−Ｆ２が変化する。このようにＦ１−Ｆ２の変化に基づいて感知対象物の有無を判定することができる。また発振周波数の差分Ｆ１−Ｆ２の変化量と試料液中の感知対象物の濃度との関係式を予め取得しておき、当該関係式と測定により得られた発振周波数の差分との変化量とから、試料液中の感知対象物の濃度を求めてもよい。

【0039】

上述の実施の形態によれば、励振電極４２Ａ，４２Ｂに感知対象物を吸着する吸着膜４６が設けられた水晶振動子４の上面側に、上側カバー体２１により流路形成部材５を上面側から押圧して、水晶振動子４の上面側を一端側から他端側に向かう流路５７を形成しており、流路形成部材５における上面に流路５７と対向するように凹部８４を設けている。また流路形成部材５の上面における、貫通孔５２、５３の周囲に押圧により変形して押圧を緩衝する潰れ代８１、８２を設けている。そのため上側カバー体２１に歪みや傾きがある場合にも、流路形成部材５を押圧したときに流路５７の変形が抑制される。従って試料液が流路を安定して流れるようになり測定感度が上がる。

【0040】

さらに流路形成部材５における囲み部５１の下面側に潰れ代８３を設けることで、流路形成部材５の水晶振動子４との密着性がよくなる。
また本発明は、押圧部９０における流路形成部材５の天井部分１００と接する部位に凹部を設けてもよい。この場合にも、押圧部９０により流路形成部材５を押圧したときに、天井部分１００の押圧が抑制され、流路５７が潰れないため同様の効果がある。

【0041】

また上述の例では、囲み部５１は、水晶振動子４と接するように配置されているが、配線基板３に接するように設けられていてもよい。この場合には、潰れ代８３は、上側カバー体２１と下側ケース体２２とを互いに係止して流路形成部材５を配線基板３に押圧したときに、囲み部５１において配線基板３と接する面から０.０５ｍｍ突出するように設ければよい。

【符号の説明】

【0042】

３ 配線基板
３２ 凹部
４ 水晶振動子
５ 流路形成部材
２１ 上側カバー体
２２ 下側ケース体
５７ 流路
６１ 第１の振動領域
６２ 第２の振動領域
８４ 凹部
８１〜８３ 潰れ代

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】