JP2003262607A - Chemical concentration sensor - Google Patents

Chemical concentration sensor

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JP2003262607A
JP2003262607A JP2002064618A JP2002064618A JP2003262607A JP 2003262607 A JP2003262607 A JP 2003262607A JP 2002064618 A JP2002064618 A JP 2002064618A JP 2002064618 A JP2002064618 A JP 2002064618A JP 2003262607 A JP2003262607 A JP 2003262607A
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JP
Japan
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chemical concentration
measured
recessed portion
sensor
reference electrode
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Application number
JP2002064618A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Takamatsu
修司 高松
Susumu Mimura
享 三村
Takeshi Nakanishi
剛 中西
Hirotaka Tanabe
裕貴 田▲辺▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chemical concentration sensor capable of speedily and quantitatively measuring a large number of samples by a single measuring system without replacing sensors. <P>SOLUTION: The chemical concentration sensor comprises a sensor chip 2 in which a two-dimension chemical concentration image sensor SL is formed on one flat surface, a plurality of recessed parts 3 formed on the sensor chip 2 as a bottom surface, and reference electrodes 4 each arranged in such a way as to face the inside surfaces of the recessed parts 3. It is possible to individually measure the chemical concentration of the samples S to be measured each housed in the recessed parts 3. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロプレートの各
凹入部に収容される液体(溶液など)の化学濃度の測定
を行なう化学濃度センサに関するものであり、より詳細
には測定の効率化を目的とする化学濃度センサに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical concentration sensor for measuring the chemical concentration of a liquid (solution or the like) contained in each recessed portion of a microplate, and more particularly, to improve the efficiency of the measurement. The present invention relates to an intended chemical concentration sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、マイクロプレートの各凹入部
に収容される試験溶液の化学濃度(例えば溶液のpH)
を測定する場合は、各凹入部に順番に小型センサを挿入
して行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the chemical concentration of a test solution contained in each recess of a microplate (eg, pH of the solution)
When measuring, the small sensor is inserted into each recess in order.

【0003】図8は従来の試験溶液のpHを測定する化
学濃度センサと、その使用方法を説明する図である。図
8において、50は試験溶液が収容される凹入部50a
を形成したマイクロプレート、51は各凹入部50a…
内に挿入可能に小さく形成されたセンサ部51aを有す
る従来の化学濃度センサ(本例の場合はpHセンサ)で
ある。つまり、使用者はpHセンサ51を各凹入部50
a…内に挿入して、その凹入部50a内の溶液の化学濃
度を測定していた。
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional chemical concentration sensor for measuring the pH of a test solution and a method of using the same. In FIG. 8, 50 is a recessed portion 50a in which the test solution is stored.
The microplate 51 on which the ridges are formed, 51 are the respective recessed portions 50a ...
It is a conventional chemical concentration sensor (pH sensor in the case of this example) having a sensor portion 51a which is formed small so that it can be inserted therein. That is, the user attaches the pH sensor 51 to each recess 50.
It was inserted into a ... and the chemical concentration of the solution in the recess 50a was measured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マイクロプレート50を用いて、pHセンサ51を用い
る場合には、物理的な寸法の限界や煩雑な操作が生じる
ことを避けられなかった。すなわち、従来のpHセンサ
51でマイクロプレート50のような個別的な測定が必
要なものは測定のたびに凹入部50aに対してセンサ部
51aを挿脱したり、測定後のセンサ部51aを毎回洗
浄もしくは交換する必要があった。
However, when the pH sensor 51 is used by using the conventional microplate 50, it is unavoidable that the physical size limit and the complicated operation occur. That is, in the conventional pH sensor 51 such as the microplate 50 that requires individual measurement, the sensor unit 51a is inserted into and removed from the recessed portion 50a at each measurement, or the sensor unit 51a after measurement is washed every time. Or it had to be replaced.

【0005】また、マイクロプレート50の凹入部50
aに対してセンサ部51aを挿入可能とするためには、
このセンサ部51aの大きさを小さくする必要がある
が、小型のセンサを作るためには物理的限界(ガラス電
極の大きさ)などがあった。これによって、凹入部50
aの寸法の小型化にも限界が生じていた。
Further, the recessed portion 50 of the microplate 50
In order to be able to insert the sensor unit 51a into a,
Although it is necessary to reduce the size of the sensor unit 51a, there are physical limits (size of the glass electrode) and the like to make a small sensor. As a result, the recessed portion 50
There has been a limit in reducing the size of a.

【0006】一方、LAPS(Light-Addressable Poten
tiometric Sensor) 型pHセンサやChemical−
CCDなどの、二次元の化学濃度の分布を測定する、平
面状のイメージセンサ(本明細書では、二次元化学濃度
イメージセンサと表現する)を用いることにより、文字
通り1枚のセンサで多点での測定が可能であるが、複数
の液体試料の場合を二次元化学濃度イメージセンサ上に
置くと、これが混合するという問題があった。
On the other hand, LAPS (Light-Addressable Poten
tiometric Sensor) type pH sensor and Chemical-
By using a planar image sensor (referred to as a two-dimensional chemical concentration image sensor in this specification) that measures a two-dimensional chemical concentration distribution, such as a CCD, literally one sensor can be used at multiple points. However, when a plurality of liquid samples are placed on the two-dimensional chemical concentration image sensor, there is a problem that they are mixed.

【0007】すなわち、複数の測定対象試料を混合させ
ることなく、各試料の化学濃度を測定する場合には、前
記マイクロプレート50のように、個々の試料を別々に
収容する凹入部50aが必要となるので、上述のような
二次元化学濃度イメージセンサを用いて、個別的な測定
が必要な試料の多点を行なうことはできなかった。
That is, when the chemical concentration of each sample is measured without mixing a plurality of samples to be measured, it is necessary to have a recessed portion 50a for accommodating each sample separately like the microplate 50. Therefore, it was not possible to perform multiple points of a sample that requires individual measurement using the above-described two-dimensional chemical concentration image sensor.

【0008】本発明は、上述のことを考慮に入れてなさ
れたものであって、単一の測定系でセンサを交換するこ
となく多数の試料を迅速かつ定量的に測定できる化学濃
度センサを提供することを目的としている。
The present invention has been made in consideration of the above, and provides a chemical concentration sensor capable of rapidly and quantitatively measuring a large number of samples without exchanging the sensors with a single measuring system. The purpose is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の化学濃度センサは、一つの平面上に二次元化学
濃度イメージセンサを形成してなるセンサチップと、こ
のセンサチップの上にこれを底面とするように形成され
た複数の凹入部と、各凹入部の内側面に臨ませるように
それぞれ配置された比較電極とからなり、各凹入部に収
容される測定対象試料の化学濃度を個別に測定可能とし
たことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the chemical concentration sensor of the present invention comprises a sensor chip having a two-dimensional chemical concentration image sensor formed on one plane, and a sensor chip formed on the sensor chip. Consisting of a plurality of recesses formed so that the bottom surface, and a reference electrode respectively arranged so as to face the inner surface of each recess, the chemical concentration of the sample to be measured contained in each recess The feature is that it can be measured individually.

【0010】したがって、凹入部に収容した試料に対し
て電極を挿入することなく、試料の化学濃度を測定する
ことができるので、試料を外部から汚染する心配がな
い。また、各凹入部に収容された液体試料は互いに混じ
り合うことがなく、かつ、各凹入部に収容された複数の
試料の化学濃度を一つの平面上に形成された単一の測定
系で個別に測定することができる。そして、単一の測定
系で複数の試料を測定可能であるから、1つの凹入部当
たりのコストパフォーマンスを安くすることができ、使
い捨て可能な化学濃度センサを形成することも可能であ
る。
Therefore, since the chemical concentration of the sample can be measured without inserting the electrode into the sample housed in the recessed portion, there is no fear of contaminating the sample from the outside. Further, the liquid samples contained in the respective recesses do not mix with each other, and the chemical concentrations of the plurality of samples contained in the respective recesses are individually measured by a single measurement system formed on one plane. Can be measured. Since a plurality of samples can be measured with a single measurement system, the cost performance per recessed portion can be reduced, and a disposable chemical concentration sensor can be formed.

【0011】また、従来のように各試料に対する測定の
度にセンサチップを変えたり洗浄する必要がなく、二次
元化学濃度イメージセンサを用いて単一の測定系で複数
の凹入部に収容された各試料の化学濃度を順次測定でき
るので、信号処理回路が簡単であると共に迅速な測定を
マイクロプレートに対して行なうことができる。
Further, unlike the conventional case, it is not necessary to change or wash the sensor chip for each measurement for each sample, and the two-dimensional chemical concentration image sensor is used to accommodate a plurality of recesses in a single measuring system. Since the chemical concentration of each sample can be sequentially measured, the signal processing circuit is simple and quick measurement can be performed on the microplate.

【0012】前記凹入部が光造形法によって成形された
光硬化樹脂からなる場合には、比較電極の構成内容を変
えることなく、これを容易に小型化して凹入部に臨ませ
ることができる。また、各凹入部をより正確に形成する
ことができ、各試料の漏れを確実に防止して収容可能な
凹入部を形成することが可能である。また、前記凹入部
の大きさを容易に小型化することができる。すなわち、
小型化を達成することによりμTASなどの微小量測定
を可能とする化学濃度センサを形成しすることも可能で
ある。
When the recessed portion is made of a photo-curing resin molded by a stereolithography method, the reference electrode can be easily miniaturized to face the recessed portion without changing the constitutional content of the reference electrode. In addition, each recess can be formed more accurately, and it is possible to reliably prevent leakage of each sample and form a recess that can be stored. Also, the size of the recessed portion can be easily reduced. That is,
By achieving miniaturization, it is also possible to form a chemical concentration sensor capable of measuring a minute amount such as μTAS.

【0013】前記比較電極が前記凹入部の形成段階の途
中で挟み込まれるように形成してなる場合には、光造形
法の利点を生かして正確に小型化された比較電極を形成
することができる。
When the reference electrode is formed so as to be sandwiched in the middle of the step of forming the recessed portion, it is possible to form an accurately downsized reference electrode by taking advantage of the optical molding method. .

【0014】前記二次元化学濃度イメージセンサが、表
面に感応膜を形成してなる半導体基板と、この半導体基
板の裏面から各凹入部に対応する位置に個別に光を照射
可能とする光源と、各比較電極にそれぞれ対応して各凹
入部の内側面に臨ませるように配置された対極と、前記
光を照射した位置の凹入部に対応する比較電極および/
または対極を選択してポテンショスタットと接続するこ
とで、半導体基板に配置された複数の凹入部の中から測
定対象となっている一つの凹入部を選択し、この凹入部
内の感応膜に生じる光電流値を化学濃度の測定値として
個々に測定可能とするマルチプレクサとを有する場合
(すなわち二次元化学濃度イメージセンサがLAPS型
のセンサである場合)には、LAPS法を用いて多数の
試料を測定できる。
The two-dimensional chemical concentration image sensor has a semiconductor substrate having a sensitive film formed on the surface thereof, and a light source capable of individually irradiating light from the rear surface of the semiconductor substrate to the positions corresponding to the respective recessed portions. A counter electrode corresponding to each reference electrode and arranged to face the inner surface of each recess, and a reference electrode and / or a reference electrode corresponding to the recess at the position where the light is irradiated.
Alternatively, by selecting the counter electrode and connecting it to the potentiostat, one of the recesses to be measured is selected from the plurality of recesses arranged on the semiconductor substrate, and the sensitive film in the recess is formed. In the case of having a multiplexer capable of individually measuring the photocurrent value as the measured value of the chemical concentration (that is, when the two-dimensional chemical concentration image sensor is a LAPS type sensor), a large number of samples are prepared by using the LAPS method. Can be measured.

【0015】表面および/または裏面に前記対極および
小型化した比較電極が形成され、両極を各凹入部の内側
面に臨ませるように、凹入部内に挟み込まれる高絶縁の
樹脂基板を有する場合には、比較電極および対極を容易
に形成することができる。
In the case where the counter electrode and the miniaturized reference electrode are formed on the front surface and / or the back surface, and a highly insulating resin substrate is sandwiched in the recesses so that both electrodes face the inner surface of each recess. Can easily form a reference electrode and a counter electrode.

【0016】前記光源が各凹入部に対応する位置にそれ
ぞれ配置された複数の発光素子と、測定対象となってい
る一つの発光素子に選択的に電力を供給する電力供給部
とからなる場合には、光源の構成を簡素にすることが可
能であるとともに、測定対象となっている凹入部を容易
に特定することができる。
In the case where the light source is composed of a plurality of light emitting elements respectively arranged at positions corresponding to the recesses and a power supply section for selectively supplying power to one light emitting element to be measured. Can simplify the structure of the light source and can easily identify the recessed portion that is the measurement target.

【0017】前記半導体基板の裏面に、各発光素子から
の光がこれに対応する凹入部の底面となる部分だけに届
くようにガイドする遮光壁を位置させてなる場合には、
各発光素子を確実に各凹入部に対応させて、測定精度を
向上することができる。
In the case where a light shielding wall for guiding the light from each light emitting element to reach only the portion corresponding to the bottom surface of the corresponding recessed portion is located on the back surface of the semiconductor substrate,
It is possible to reliably correspond each light emitting element to each recessed portion and improve the measurement accuracy.

【0018】前記二次元化学濃度イメージセンサが半導
体基板上に形成された複数のISFETを有し、各IS
FETがそれぞれ凹入部の底面に対応する部分に形成さ
れてなり、測定対象となっている凹入部に対応するIS
FETによって、この凹入部内の測定対象試料の化学濃
度を個々に測定可能とした場合には、半導体製造プロセ
スを用いることにより、複数のISFETを低コストで
正確な位置に形成することができ、歩留りのよい化学濃
度センサを形成することができる。とりわけ、ISFE
Tは信号処理のための電気回路が簡単であり、かつ、測
定に必要となる時間が短く、多数の試料のそれぞれの化
学濃度を迅速に測定することができる。
The two-dimensional chemical concentration image sensor has a plurality of ISFETs formed on a semiconductor substrate.
Each of the FETs is formed in a portion corresponding to the bottom surface of the concave portion, and the IS corresponding to the concave portion to be measured is
When it is possible to individually measure the chemical concentration of the sample to be measured in the recessed portion by the FET, a plurality of ISFETs can be formed at low cost at accurate positions by using a semiconductor manufacturing process. A chemical concentration sensor with high yield can be formed. Above all, ISFE
T has a simple electric circuit for signal processing, the time required for measurement is short, and the chemical concentration of each of a large number of samples can be quickly measured.

【0019】複数のISFETの中から測定対象となっ
ているISFETを選択するマルチプレクサと、このマ
ルチプレクサによって選択されたISFETのドレイン
とソースとの間に一定の電流を流すように比較電極の電
位を制御し、この比較電極の電位を化学濃度の測定値と
して出力可能とする演算増幅器とを有する場合には、一
つの演算増幅器を用いて複数の試料の化学濃度を測定す
ることができる。
A multiplexer that selects an ISFET to be measured from a plurality of ISFETs, and the potential of the comparison electrode is controlled so that a constant current flows between the drain and the source of the ISFET selected by this multiplexer. However, when it has an operational amplifier capable of outputting the potential of the reference electrode as a measured value of the chemical concentration, one operational amplifier can be used to measure the chemical concentrations of a plurality of samples.

【0020】各ISFETのドレインとソースとの間に
一定の電流を流すように対応する比較電極の電位を制御
する複数の演算増幅器を有する場合には、各比較電極の
電位を用いて極めて容易に各凹入部内の試料の化学濃度
の測定値を得ることができる。なお、この演算増幅器は
ISFETと同じ半導体基板上に半導体製造プロセスを
用いて形成することが可能であるから、その製造コスト
を引き下げるとおができる。しかしながら、本発明は演
算増幅器をISFETと同じ半導体基板に形成すること
に限定するものではない。
When there are a plurality of operational amplifiers for controlling the potentials of the corresponding comparison electrodes so that a constant current flows between the drain and the source of each ISFET, it is extremely easy to use the potentials of the respective comparison electrodes. A measurement of the chemical concentration of the sample in each recess can be obtained. Since this operational amplifier can be formed on the same semiconductor substrate as the ISFET using a semiconductor manufacturing process, the manufacturing cost can be reduced. However, the present invention is not limited to forming the operational amplifier on the same semiconductor substrate as the ISFET.

【0021】前記二次元化学濃度イメージセンサが半導
体基板上の複数の感応膜部における化学濃度をそれぞれ
信号電荷に変換して検出する複数のCCDを有し、各C
CDの感応膜がそれぞれ凹入部の底面に対応する部分に
形成されてなり、各CCDによって変換された信号電荷
量から、この感応膜に対応する凹入部内の測定対象試料
の化学濃度を個々に測定可能とした場合には、各凹入部
における測定対象試料の化学濃度を容易に測定できる。
なお、CCD部は二次元化学濃度イメージセンサと同じ
半導体基板上に形成されるものであるから、その製造コ
ストを引き下げて、歩留りを向上できる。また、信号電
荷に変換された化学濃度の測定値は転送用CCDによっ
て容易に転送できるから個々のCCDによる測定値を容
易に順次検出できる。
The two-dimensional chemical concentration image sensor has a plurality of CCDs for converting the chemical concentrations in a plurality of sensitive film portions on the semiconductor substrate into signal charges for detection, respectively.
The sensitive film of the CD is formed on the portion corresponding to the bottom surface of the recessed portion, and the chemical concentration of the sample to be measured in the recessed portion corresponding to the sensitive film is individually determined from the signal charge amount converted by each CCD. When it is possible to measure, the chemical concentration of the sample to be measured in each recess can be easily measured.
Since the CCD unit is formed on the same semiconductor substrate as the two-dimensional chemical concentration image sensor, its manufacturing cost can be reduced and its yield can be improved. Further, since the measured value of the chemical concentration converted into the signal charge can be easily transferred by the transfer CCD, the measured value by each CCD can be easily and sequentially detected.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の化学濃度センサ
1の第1実施例を示す図であり、図2はこの化学濃度セ
ンサ1の要部を拡大して示す図である。
1 is a view showing a first embodiment of a chemical concentration sensor 1 of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view showing the essential parts of the chemical concentration sensor 1. As shown in FIG.

【0023】図1において、2は二次元化学濃度イメー
ジセンサの一例であるLAPS法を用いた平面状のセン
サチップ、3はこのセンサチップ2の上にこれを底面と
するように二次元方向に複数形成された凹入部、4…は
各凹入部3…の内側面に臨ませるようにそれぞれ配置さ
れた比較電極、5はこの比較電極4…に対するように各
凹入部3…の内側面にそれぞれ設けられた対極である。
すなわち、本例における二次元化学濃度イメージセンサ
L (以下、二次元センサSL という)は前記各部材2
〜5を有している。
In FIG. 1, reference numeral 2 is a planar sensor chip using the LAPS method, which is an example of a two-dimensional chemical concentration image sensor, and 3 is two-dimensionally arranged on the sensor chip 2 so that it serves as the bottom surface. A plurality of recesses 4 are formed on the inner surface of each recess 3 so that the reference electrodes 5 are arranged so as to face the inner surface of each recess 3. It is the opposite pole provided.
That is, the two-dimensional chemical concentration image sensor S L (hereinafter, referred to as the two-dimensional sensor S L ) in this example is the member 2
Have ~ 5.

【0024】6は前記二次元センサSL の裏面側から光
を照射する光源の一例として前記凹入部3に対応する位
置に配置された複数の発光ダイオード(以下、LEDと
いう)、7は各LED6…に選択的に交流の電力を供給
する電力供給部、8は各凹入部3に収容される測定対象
試料の化学濃度を個別に測定可能とするように比較電極
4を切換え可能に選択するアナログマルチプレクサ(ア
ナログ信号を切り換えるマルチプレクサ)、9はこのア
ナログマルチプレクサ8に接続された誤差増幅器であ
る。なお、8a〜8nは入力バッファアンプ、Cは二次
元センサSL を例えば取り外し可能に接続するための接
続コネクタである。
Reference numeral 6 denotes a plurality of light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) arranged at positions corresponding to the recessed portions 3 as an example of a light source for irradiating light from the back surface side of the two-dimensional sensor S L , and 7 denotes each LED 6 An electric power supply unit for selectively supplying alternating current electric power to 8 ... An analog for switchingably selecting the reference electrode 4 so that the chemical concentration of the sample to be measured contained in each recess 3 can be individually measured. A multiplexer (multiplexer for switching analog signals), 9 is an error amplifier connected to the analog multiplexer 8. Note that 8a to 8n are input buffer amplifiers, and C is a connector for detachably connecting the two-dimensional sensor S L, for example.

【0025】10はこの化学濃度センサ1の演算処理装
置、11はDA変換器、12はオーミックコンタクト、
13はプリアンプ、14は信号処理回路、15はAD変
換器、16は測定結果を表示する表示部である。また、
電力供給部7およびマルチプレクサ8には測定対象とな
っている凹入部3を切り換えるためのアドレス信号Aが
入力されて、点滅発光させるLED6を切り換えると共
に、測定対象である凹入部5内に適当な作用電流を流す
ように各部7〜12を制御可能に構成している。18は
外部IT機器接続コネクタであり、演算処理装置10に
よって求められた測定値はこのコネクタ18を介して外
部のIT機器へと送信されてもよい。
Reference numeral 10 is an arithmetic processing unit of this chemical concentration sensor 1, 11 is a DA converter, 12 is an ohmic contact,
Reference numeral 13 is a preamplifier, 14 is a signal processing circuit, 15 is an AD converter, and 16 is a display unit for displaying measurement results. Also,
An address signal A for switching the recessed portion 3 to be measured is input to the power supply unit 7 and the multiplexer 8 to switch the LED 6 for flashing and emitting, and an appropriate action in the recessed portion 5 to be measured. Each unit 7 to 12 is configured to be controllable so that an electric current is passed. Reference numeral 18 denotes an external IT equipment connection connector, and the measurement value obtained by the arithmetic processing device 10 may be transmitted to the external IT equipment via the connector 18.

【0026】すなわち、比較電極4の入力電圧バッファ
アンプ8aの後にアナログマルチプレクサ8が設けられ
ているので、そのアドレスAと電力供給部の制御アドレ
スAを同じとし、LEDアレイ6A内でLED6が交流
点灯している凹入部3に付けられた比較電極4からの信
号が増幅演算回路9に導かれることにより、設定のバイ
アス電圧と比較して誤差を補正された電圧が対極5にか
かる。つまり、測定対象となっている凹入部3内の比較
電極4とセンサチップ2の電位差が所定の値となるよう
に対極5を介して供給する電流を調節可能としている。
That is, since the analog multiplexer 8 is provided after the input voltage buffer amplifier 8a of the comparison electrode 4, the address A and the control address A of the power supply unit are made the same, and the LED 6 in the LED array 6A is lit by AC. The signal from the comparison electrode 4 attached to the recessed portion 3 is guided to the amplification calculation circuit 9, so that a voltage whose error is corrected in comparison with the set bias voltage is applied to the counter electrode 5. That is, the current supplied through the counter electrode 5 can be adjusted so that the potential difference between the reference electrode 4 and the sensor chip 2 in the recessed portion 3 which is the measurement target has a predetermined value.

【0027】また、本例の化学濃度センサ1では、二次
元センサSL がLAPS方式のセンサであるから、1回
に1つの凹入部測定するものであり、対極5は全ての凹
入部3…において共通とすることが可能である。
Further, in the chemical concentration sensor 1 of this example, since the two-dimensional sensor S L is a LAPS type sensor, one concave portion is measured at a time, and the counter electrode 5 has all the concave portions 3 ... Can be common in.

【0028】前記二次元センサSL のより詳細な構成
は、図2に示すように、例えばシリコン半導体などから
なるセンサチップ(LAPSセンサ)2の上に光造形法
によって形成された凹入部3を構成する壁面3aと、セ
ンサチップ2の下面に光造形法によって形成された壁面
3bとを有している。
A more detailed structure of the two-dimensional sensor S L is, as shown in FIG. 2, a concave portion 3 formed by a stereolithography method on a sensor chip (LAPS sensor) 2 made of, for example, a silicon semiconductor. It has a wall surface 3a constituting it and a wall surface 3b formed on the lower surface of the sensor chip 2 by an optical molding method.

【0029】前記壁面3aの形状は、これによって形成
される各凹入部3の底面がセンサチップ2の表面にな
り、かつ、各凹入部3によって適当な量の測定対象試料
Sを漏れることなく収容可能とするものである。また、
壁面3bの形状はそれぞれ凹入部3…に対応するセンサ
チップ2の裏面側の位置に光導入部3’…を形成するも
のである。したがって、本例の光導入部3’…を構成す
るための壁面3bは、隣り合ったLED6…からの迷光
防止用壁として機能するものであり、LED6の発光波
長に対しては不透明となるような樹脂からなることが臨
ましい。
Regarding the shape of the wall surface 3a, the bottom surface of each recessed portion 3 formed thereby serves as the surface of the sensor chip 2, and an appropriate amount of sample S to be measured is accommodated by each recessed portion 3 without leaking. It is possible. Also,
The shape of the wall surface 3b is such that the light introducing portions 3 '... Are formed at the positions on the back surface side of the sensor chip 2 corresponding to the recessed portions 3. Therefore, the wall surface 3b for constructing the light introducing portions 3 '... In this example functions as a wall for preventing stray light from the adjacent LEDs 6, and is opaque to the emission wavelength of the LEDs 6. It is preferable that it is made of transparent resin.

【0030】17は前記壁面3aの造形途中に挟み込む
ように形成された高絶縁の樹脂基板であり、本例の基板
17は、その表面および裏面にそれぞれ前記比較電極4
および小型化した対極5を形成し、両極4,5を各凹入
部3…の内側面に臨ませるように構成している。
Reference numeral 17 denotes a highly insulating resin substrate formed so as to be sandwiched between the wall surfaces 3a during molding, and the substrate 17 of the present example has the front surface and the back surface thereof with the comparison electrode 4 respectively.
Further, a miniaturized counter electrode 5 is formed so that the both electrodes 4 and 5 face the inner side surfaces of the recessed portions 3.

【0031】また、本例の前記オーミックコンタクト1
2はセンサチップ2と基板17上の配線パターンと接続
するものであり、この基板17とコネクタCとの抜き差
しによって二次元センサSL を取換え自在としている。
つまり、二次元方向に並べられた複数のLED6…から
なるLEDアレイ6Aに対して二次元センサSL を取換
え自在に設置できることで二次元センサSL を使い捨て
可能としている。一方、各LED6…は前記電力供給部
7の一部を構成する基板7a上に二次元方向に並べられ
ることにより、前記LEDアレイ6Aを形成する。
Also, the ohmic contact 1 of the present example.
Reference numeral 2 is for connecting the sensor chip 2 and the wiring pattern on the substrate 17, and the two-dimensional sensor S L can be replaced by inserting and removing the substrate 17 and the connector C.
That is, the disposable two-dimensional sensor S L by can be installed two-dimensional sensor S L replacement freely relative to the LED array 6A composed of a plurality of LED 6 ... which are arranged two-dimensionally. On the other hand, the LEDs 6 ... Are arranged in a two-dimensional direction on a substrate 7a forming a part of the power supply unit 7 to form the LED array 6A.

【0032】なお、本発明は上述した詳細な構成に限定
するものではない。例えば、二次元センサSL をコネク
タCなどによって取換え自在にすることに限定する必要
はない。あるいは、コネクタCによって取換えられる基
板17上に図1に詳述した各バッファ8a,9,13、
マルチプレクサ8、信号処理回路14などを適宜設ける
ことも可能である。
The present invention is not limited to the detailed structure described above. For example, it is not necessary to limit the two-dimensional sensor S L to be replaceable by the connector C or the like. Alternatively, each of the buffers 8a, 9, 13 detailed in FIG.
It is also possible to appropriately provide the multiplexer 8, the signal processing circuit 14, and the like.

【0033】加えて、上述したように壁面3bをセンサ
チップ2の裏面側に連設させて、光導入部3’…を構成
することにより、この光導入部3’…をセンサ台として
も機能させて、各LED6…が各凹入部3…に対応する
ためのガイドとすることも可能であるが、壁面3b(セ
ンサ台)は基板7a側に連設して、前記取換えられる二
次元センサSL の構成を簡素にしてもよい。
In addition, as described above, the wall surface 3b is continuously provided on the back surface side of the sensor chip 2 to form the light introducing section 3 ', so that the light introducing section 3' ... also functions as a sensor base. It is also possible to use each LED 6 as a guide for corresponding to each recessed portion 3, but the wall surface 3b (sensor base) is continuously provided on the substrate 7a side, and the replaceable two-dimensional sensor is provided. The structure of S L may be simplified.

【0034】この場合、二次元センサSL と基板7aと
の間に適宜の位置決め機構を設けることが臨ましい。あ
るいは、センサ台として機能する壁面を基板7a側に連
設し、ガイドおよび迷光防止壁として機能する壁面を二
次元センサSL の裏面側に連設し、両壁面を容易に合わ
せられるようにしてもよい。
In this case, it is advisable to provide an appropriate positioning mechanism between the two-dimensional sensor S L and the substrate 7a. Alternatively, a wall surface functioning as a sensor base is continuously provided on the substrate 7a side, and a wall surface functioning as a guide and a stray light prevention wall is continuously provided on the back surface side of the two-dimensional sensor S L so that both wall surfaces can be easily aligned. Good.

【0035】さらに、上述の例はLEDアレイ6Aを用
いる例を示しているが、二次元センサSL の光源はLE
D6に限られるものではないことはいうまでもなく、レ
ーザ光源などのその他の光源を用いることも可能であ
る。
Further, although the above-mentioned example shows an example using the LED array 6A, the light source of the two-dimensional sensor S L is LE.
It goes without saying that the light source is not limited to D6, and other light sources such as a laser light source can be used.

【0036】図3は、図1,2に示す二次元センサSL
の製造方法を示す図である。図3(A)は製造の第1段
階を示しており、板体3Aを光造形法によって形成する
工程を示している。このとき板体3Aの前記各LED6
…の位置に合わせた位置に貫通孔3cを形成することに
より、前記壁面3bを形成する。
FIG. 3 shows the two-dimensional sensor S L shown in FIGS.
It is a figure which shows the manufacturing method of. FIG. 3A shows a first stage of manufacturing, and shows a step of forming the plate body 3A by a stereolithography method. At this time, the LEDs 6 on the plate 3A
The wall surface 3b is formed by forming the through hole 3c at a position corresponding to the position.

【0037】ここで用いる光硬化樹脂は、硬化させるた
めの光の波長に対しては透明であるが、光硬化後の樹脂
は、LED6の発光波長に対して不透明になるような樹
脂材料であることにより、迷光防止用壁としての十分の
機能を得ることができる。すなわち、LED6の放射特
性を気にしなくてよいので、装置製作上有利となる。し
かしながら、本発明はこの板体3Aを光硬化によって形
成することに限定する必要はない。
The photocurable resin used here is transparent to the wavelength of light for curing, but the resin after photocuring is a resin material that is opaque to the emission wavelength of the LED 6. As a result, a sufficient function as a stray light prevention wall can be obtained. That is, it is not necessary to care about the radiation characteristics of the LED 6, which is advantageous in manufacturing the device. However, the present invention need not be limited to forming the plate 3A by photo-curing.

【0038】図3(B)は製造の第2段階を示す図であ
る。すなわち、前記板体3Aの上にセンサチップ2を載
置する。このセンサチップ2はシリコン半導体に対して
酸化膜と感応膜を形成してなるものであり、あらかじめ
オーミックコンタクト12が設けられている。また、セ
ンサ台を構成する板体3Aは十分硬化していなくても水
平に乗せられればよい。板体3Aが十分に硬化していな
い状態でセンサチップ2を載置することにより、センサ
チップ2を乗せた後にもう一度光硬化させることで板体
3Aとセンサチップ2との接合を強固にすることが可能
となる。
FIG. 3B is a diagram showing the second stage of manufacturing. That is, the sensor chip 2 is placed on the plate 3A. This sensor chip 2 is formed by forming an oxide film and a sensitive film on a silicon semiconductor, and is provided with an ohmic contact 12 in advance. Further, the plate body 3A forming the sensor base may be placed horizontally even if it is not sufficiently cured. By mounting the sensor chip 2 in a state where the plate body 3A is not sufficiently cured, the sensor chip 2 is placed and then photocured again to strengthen the bond between the plate body 3A and the sensor chip 2. Is possible.

【0039】図3(C)は製造の第3段階を示す図であ
る。すなわち、前記センサチップ2のサイドに迷光防止
用壁3dを光造形する。これによって、隣合うLED6
…のみならず外部からの迷光を防止することができる。
FIG. 3C is a diagram showing a third stage of manufacturing. That is, the stray light prevention wall 3d is optically formed on the side of the sensor chip 2. As a result, the adjacent LEDs 6
It is possible not only to prevent stray light from the outside.

【0040】図3(D)は製造の第4段階を示す図であ
る。すなわち、センサチップ2の上にマイクロプレート
の凹入部3…を光造形する。このとき、各凹入部3…が
前記壁面3bによって形成される光案内部3’…それぞ
れ対応する位置に形成される。
FIG. 3D is a diagram showing a fourth stage of manufacturing. That is, the recessed portions 3 of the microplate are optically formed on the sensor chip 2. At this time, the recessed portions 3 ... Are formed at the positions corresponding to the light guide portions 3 ′ ...

【0041】図3(E)は製造の第5段階を示す図であ
る。図3(E)において、17aは樹脂板(FPC)か
らなる基板17の前記凹入部3…に対応する位置にそれ
ぞれ設けられ、凹入部3…の直径以下の直径を有する貫
通孔である。そして、基板17は貫通孔17aの周囲に
形成された比較電極4…と対極5を設けてなり、比較電
極4および対極5は凹入部3の内周面から飛び出すよう
に形成される。つまり、対極5は比較電極4の裏面に同
様に張りつけられ、中間には絶縁性の高い樹脂基板17
が位置するので、各極4,5は電気的に分離される。
FIG. 3E is a diagram showing the fifth stage of manufacturing. In FIG. 3 (E), 17a is a through hole which is provided at a position corresponding to the recessed portions 3 ... Of the substrate 17 made of a resin plate (FPC) and has a diameter equal to or smaller than the diameter of the recessed portions 3. The substrate 17 is provided with the reference electrodes 4 ... And the counter electrode 5 formed around the through hole 17 a, and the reference electrode 4 and the counter electrode 5 are formed so as to project from the inner peripheral surface of the recess 3. That is, the counter electrode 5 is similarly attached to the back surface of the reference electrode 4, and the resin substrate 17 having a high insulating property is provided in the middle.
Is located so that each pole 4, 5 is electrically isolated.

【0042】また、基板17は前記コネクタCに接続で
きる接続部17bを有するものである。加えて、基板1
7は、前記第4段階で形成済の凹入部3…の上に載置さ
れた状態で、前記オーミックコンタクト12を基板17
上の配線に接続(配線を楽にするため)される。なお、
前記基板17は耐ノイズ性を向上するために対極5の電
極電圧で比較電極4の配電をシールドするような多層構
造の配線樹脂板にしてもよい。
The board 17 has a connecting portion 17b which can be connected to the connector C. In addition, the substrate 1
7 is placed on the recesses 3 ... Formed in the fourth step, and the ohmic contact 12 is placed on the substrate 17
It is connected to the upper wiring (for ease of wiring). In addition,
The substrate 17 may be a wiring resin plate having a multilayer structure that shields the power distribution of the comparison electrode 4 by the electrode voltage of the counter electrode 5 in order to improve noise resistance.

【0043】なお、前記比較電極4の詳細な構成の図示
を省略するが、この比較電極4は、例えば光造形法によ
って一般的な比較電極を小型化して形成した構成であ
る。あるいは、比較電極4を簡素化された銀線などによ
って構成してもよい。いずれにしても、比較電極4…と
各対極5は凹入部3の内面に臨ませるように形成される
ものである。また、本例では対極5を共通とし、比較電
極4…のみを各凹入部3に対応してそれぞれ配線した例
を示しているが、本発明はこの点に限定するものではな
く、比較電極4を全ての凹入部3…共通とし、対極5…
を各凹入部3…に対応してそれぞれ設けてもよい。
Although the detailed structure of the reference electrode 4 is not shown, the reference electrode 4 is formed by miniaturizing a general reference electrode by, for example, an optical molding method. Alternatively, the comparison electrode 4 may be composed of a simplified silver wire or the like. In any case, the reference electrodes 4 and the counter electrodes 5 are formed so as to face the inner surface of the recess 3. Further, in this example, the counter electrode 5 is common, and only the reference electrodes 4 are wired corresponding to the recessed portions 3, respectively, but the present invention is not limited to this point, and the reference electrode 4 is not limited to this. Is common to all the recessed portions 3 ... and the counter electrode 5 ...
May be provided corresponding to each recess 3.

【0044】また、本例では基板17を高絶縁の樹脂に
よって形成する例を示しているが、本発明はこの基板1
7の構成に限定するものではない。すなわち、前記第4
段階で形成済の壁面3aの上に配線し、光造形法によっ
て絶縁層をつくり、さらに配線を重ねるようにして基板
17(配線樹脂板)を省略することも可能である。
In this example, the substrate 17 is made of a resin having high insulation.
The configuration is not limited to 7. That is, the fourth
It is also possible to omit the substrate 17 (wiring resin plate) by wiring on the wall surface 3a already formed in the step, forming an insulating layer by the optical molding method, and stacking wiring.

【0045】図3(F)は製造の第6段階を示す図であ
る。すなわち、前記基板17の上にさらに凹入部3…を
光造形することにより、前記基板17を間に挟み込んだ
ような凹入部3…を有する二次元センサSL を構成す
る。
FIG. 3F is a diagram showing a sixth stage of manufacturing. That is, the two-dimensional sensor S L having the recessed portions 3 ... With the substrate 17 sandwiched therebetween is configured by further forming the recessed portions 3 ... On the substrate 17.

【0046】以上、詳述した本例の化学濃度センサ1を
用いることにより、従来のように測定電極を凹入部3…
の上部から測定対象試料Sに差し込む必要がなく、この
測定対象試料の化学濃度を測定可能である。したがっ
て、溶液を外部から汚染する心配なく測定することがで
き、また、電極を洗浄して使い回す必要もなくなるの
で、余分な手間やコストの削減を図ることが可能とな
る。
By using the chemical concentration sensor 1 of the present example described in detail above, the measurement electrode has a concave portion 3 ...
It is not necessary to insert the measurement target sample S from above, and the chemical concentration of the measurement target sample can be measured. Therefore, it is possible to perform measurement without worrying that the solution is contaminated from the outside, and it is not necessary to wash and reuse the electrode, and it is possible to reduce extra labor and cost.

【0047】さらに、化学濃度センサ1を形成するため
に用いる二次元センサSL は一枚のシリコン基板を用い
て形成されるものであり、光造形法による製造は精度の
高い造形を比較的安価で行なうことができるものであ
る。したがって、二次元センサSL の製造コストを削減
することが可能となり、この二次元センサSL を使い捨
て構造とすることも可能である。これによって汚染の心
配が一切ない化学濃度測定を行うことができる。
Further, since the two-dimensional sensor S L used to form the chemical concentration sensor 1 is formed by using one silicon substrate, the manufacturing by the optical molding method is a relatively inexpensive and highly accurate modeling. Is something that can be done in. Therefore, the manufacturing cost of the two-dimensional sensor S L can be reduced, and the two-dimensional sensor S L can be a disposable structure. This makes it possible to carry out chemical concentration measurement without any fear of contamination.

【0048】なお、二次元センサSL を洗浄して再利用
することも可能であることはいうまでもなく、この場合
も複数の凹入部3…を有するマイクロプレートに収容し
た複数の試料Sの化学濃度を一度に測定することが可能
となる。したがって、従来のように各凹入部3…内の測
定対象試料S…を測定する毎に洗浄を行なう必要がない
ので、従来に比べて余分なコストの削減を図ることが可
能となるだけでなく、迅速に測定を行うことが可能とな
る。
It is needless to say that the two-dimensional sensor S L can be cleaned and reused, and in this case as well, the plurality of samples S contained in the microplate having the plurality of recesses 3 ... It is possible to measure the chemical concentration at once. Therefore, unlike the conventional case, it is not necessary to perform cleaning each time the measurement target sample S in each recessed portion 3 is measured, so that it is possible to reduce extra cost as compared with the conventional case. Therefore, it becomes possible to quickly perform the measurement.

【0049】次に、図4,5は本発明の別の化学濃度セ
ンサ20の構成および製造方法を示す図である。図4,
5において、図1〜3に示した例と同じまたは同等の部
分に同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省
略している。
Next, FIGS. 4 and 5 are views showing the construction and manufacturing method of another chemical concentration sensor 20 of the present invention. Figure 4,
5, the same reference numerals are given to the same or equivalent portions as those in the example shown in FIGS. 1 to 3, and the detailed description thereof is omitted.

【0050】図4において、21は一つの半導体基板の
平面上で、前記凹入部3…に合わせて二次元的(本例の
場合、一例として縦横が4×4)に並べて形成されたセ
ンサチップの一例であるISFET(このISFET2
1は複数集まってISFETアレイ21Aを形成してい
る)、22,23は複数のISFET21の中から一つ
を選択するためのマルチプレクサ(アナログスイッ
チ)、24は定電圧Vdを供給する定電圧源、25は定
電流Isを供給する定電流源、26は演算増幅器、27
は演算増幅器26に所定の設定電圧Vsを供給する電圧
源、28はコンデンサである。
In FIG. 4, reference numeral 21 denotes a sensor chip formed on a plane of one semiconductor substrate so as to be two-dimensionally arranged (in this example, 4 × 4 in the vertical and horizontal directions) so as to be aligned with the recessed portions 3. ISFET (this ISFET2
1 is a group of a plurality of ISFET arrays 21A), 22 and 23 are multiplexers (analog switches) for selecting one from a plurality of ISFETs 21, 24 is a constant voltage source for supplying a constant voltage Vd, 25 is a constant current source for supplying a constant current Is, 26 is an operational amplifier, 27
Is a voltage source that supplies a predetermined set voltage Vs to the operational amplifier 26, and 28 is a capacitor.

【0051】すなわち、本例における二次元センサSI
は前記各部材21〜28によって構成されている。
That is, the two-dimensional sensor S I in this example
Is composed of the members 21 to 28.

【0052】前記ISFET21はそれぞれドレイン
D、ソースSに加えて、測定対象試料Sに接する比較電
極4を有するものであり、前記定電圧源24はマルチプ
レクサ22を通してISFETアレイ21Aのうち横方
向の並びが共通になるISFET21の各ドレイン部D
に接続する。また、定電流源25はマルチプレクサ23
を通してISFETアレイ21Aのうち縦方向の並びが
共通になるISFET21の各ソースSに接続する。
The ISFET 21 has a drain D, a source S, and a comparison electrode 4 in contact with the sample S to be measured. The constant voltage source 24 is arranged through the multiplexer 22 in the horizontal direction of the ISFET array 21A. Common ISFET 21 drain parts D
Connect to. The constant current source 25 is the multiplexer 23.
Through the ISFET array 21A, the sources S of the ISFET 21 having a common vertical arrangement are connected.

【0053】したがって、演算処理装置10よりそれぞ
れのマルチプレクサ22,23へ信号A1 ,A2 を送
り、測定したい凹入部3…に対応するISFET21を
選択することができる。これにより選択されたISFE
T21のドレインD、ソースSおよび比較電極4を結ぶ
測定回路系ができ、演算増幅器10によりISFETに
定電流Isを流するように比較電極4の電位が設定され
る。
Therefore, the signals A 1 and A 2 can be sent from the arithmetic processing unit 10 to the respective multiplexers 22 and 23 to select the ISFET 21 corresponding to the recessed portion 3 to be measured. ISFE selected by this
A measuring circuit system connecting the drain D, the source S of T21 and the comparison electrode 4 is formed, and the potential of the comparison electrode 4 is set by the operational amplifier 10 so that the constant current Is flows through the ISFET.

【0054】そして、比較電極4に供給される電位の設
定値をADC15にてデジタル信号化して演算処理装置
10へ取り込んで検出値を得ることが可能となる。ま
た、演算処理装置10はあらかじめ一定の化学濃度での
比較電極4の電位を測定しておき、これを校正値とし
て、測定対象試料Sの場合の検出値と比較し、測定対象
試料Sの濃度が測定値として計算されて、表示部16に
表示される。
Then, it becomes possible to obtain the detection value by converting the set value of the potential supplied to the comparison electrode 4 into a digital signal by the ADC 15 and taking it into the arithmetic processing unit 10. Further, the arithmetic processing unit 10 measures the potential of the reference electrode 4 at a constant chemical concentration in advance, compares this with a calibration value, and compares it with the detection value in the case of the measurement target sample S to determine the concentration of the measurement target sample S. Is calculated as a measured value and displayed on the display unit 16.

【0055】本例の場合、演算処理装置10には外部I
T機器接続コネクタ18を有している。したがって、前
記測定値はこのコネクタ18を介して外部のIT機器へ
と送信されてもよい。
In the case of this example, the arithmetic processing unit 10 has an external I
It has a T device connection connector 18. Therefore, the measured value may be transmitted to an external IT device via this connector 18.

【0056】また、上述の例においては測定対象試料S
を収容する凹入部3に対応する一つのISFET21が
マルチプレクサ22,23によって切り換えられること
により、一つのISFET21が選択されて測定が行わ
れるので、比較電極4への配線は各ISFET21…に
対して同じでよい。
In the above example, the sample S to be measured is
Since one ISFET 21 corresponding to the recessed portion 3 that accommodates is switched by the multiplexers 22 and 23 and one ISFET 21 is selected for measurement, the wiring to the reference electrode 4 is the same for each ISFET 21. Good.

【0057】しかしながら、各ISFET21…に対し
てそれぞれ演算増幅器26を有する測定回路系を一対一
に設けてもよい。この場合、複数ポイントのISFET
21…において、同時に複数の測定対象試料Sの化学濃
度を測定することが可能となり、より迅速な測定を行う
ことができる。また、演算増幅器26のような電子回路
をISFET21を形成するシリコン基板上に形成する
ことにより、生産コストを削減することも可能である。
However, a measuring circuit system having an operational amplifier 26 may be provided in a one-to-one relationship with each ISFET 21. In this case, ISFET of multiple points
21, it is possible to measure the chemical concentrations of a plurality of measurement target samples S at the same time, and more rapid measurement can be performed. Further, it is possible to reduce the production cost by forming an electronic circuit such as the operational amplifier 26 on the silicon substrate forming the ISFET 21.

【0058】さらには、マルチプレクサ22,23など
で選択するISFET21…をいくつかのブロックに分
けて、複数のブロックにおいてそれぞれ一つ選択した複
数のISFETを同時に測定できるようにして、全凹入
部3…(マイクロプレート一枚)あたりの測定時間を短
縮化するようにしてもよい。このとき比較電極4への配
線は各ブロックに1本となるように配線する。
Further, the ISFETs 21 ... Which are selected by the multiplexers 22 and 23 are divided into some blocks so that a plurality of ISFETs selected in each of the plurality of blocks can be measured at the same time. The measurement time per (one microplate) may be shortened. At this time, the wiring to the comparison electrode 4 should be one in each block.

【0059】逆に、本例ではISFET21にマルチプ
レクサ22,23および演算増幅器26を含めたものを
一つのユニットとして二次元センサSI を構成し、この
二次元センサSI をコネクタCによって演算処理装置1
0に対して着脱自在に接続しているが、この二次元セン
サSI からマルチプレクサ22,23あるいは演算増幅
器26を分離してもよい。この場合、二次元センサSI
の構成がより簡素になり、その製造コストを可及的に削
減し、二次元センサSI を使い捨てにした場合のコスト
を削減することができる。
[0059] Conversely, in the present embodiment constitutes a two-dimensional sensor S I as a single unit what including multiplexers 22, 23 and operational amplifier 26 to ISFET21, processor the two-dimensional sensor S I by a connector C 1
However, the multiplexers 22 and 23 or the operational amplifier 26 may be separated from the two-dimensional sensor S I. In this case, the two-dimensional sensor S I
The configuration can be simplified, the manufacturing cost can be reduced as much as possible, and the cost when the two-dimensional sensor S I is disposable can be reduced.

【0060】図5は本例の化学濃度センサ20における
二次元センサSI の製造方法を示す図である。図5
(A)は二次元センサSI の製造方法の第1段階を示す
図であって、通常の製作プロセスを用いてISFETア
レイ21Aを半導体基板29上に製作し、同時にISF
ETアレイ21Aの配線およびマルチプレクサ22,2
3と演算増幅回路26等を同上の製作プロセス中にて作
り込む工程を示す。
FIG. 5 is a diagram showing a method of manufacturing the two-dimensional sensor S I in the chemical concentration sensor 20 of this example. Figure 5
FIG. 3A is a diagram showing a first step in the method of manufacturing the two-dimensional sensor S I , in which the ISFET array 21A is manufactured on the semiconductor substrate 29 using a normal manufacturing process, and at the same time, the ISF
Wiring of ET array 21A and multiplexers 22 and 2
3 shows the step of forming the operational amplifier circuit 26 and the like in the same manufacturing process as above.

【0061】なお、図5(A)において、30はISF
ET21のゲードGに相当する感応膜、31は各ISF
ET21の間に形成される障壁である。次いで、半導体
基板29を所定の寸法にダイシングする。
In FIG. 5A, 30 is ISF.
Sensitive membrane corresponding to Ged G of ET21, 31 is each ISF
It is a barrier formed during ET21. Next, the semiconductor substrate 29 is diced into a predetermined size.

【0062】図5(B)は二次元センサSI の製造方法
の第2段階を示す図であって、光造形法によって、各I
SFET21のゲートGに相当する感応膜30が各凹入
部3…の底面となるように、半導体基板29の上面から
順次上方へと壁面3a…を造形する段階を示している。
FIG. 5B is a diagram showing a second stage of the method of manufacturing the two-dimensional sensor S I , and each I is manufactured by the optical molding method.
The step of forming the wall surfaces 3a ... From the upper surface of the semiconductor substrate 29 sequentially upward is shown so that the sensitive film 30 corresponding to the gate G of the SFET 21 becomes the bottom surface of each recess 3.

【0063】次いで、図5(C)に示すように、適当な
位置において比較電極4を各凹入部3…の内周面に臨ま
せるように形成し、続けて壁面3aを形成することによ
って、凹入部3…を完成させ、最後に半導体基板29の
接続用電極以外の部分をを光造形法などによってパッケ
ージングして樹脂コーティング層32を形成する。この
樹脂コーティング層32を形成すことにより、耐湿性、
耐薬品性を向上させることが可能であるが、この工程を
省略してもよいことはいうまでもない。
Next, as shown in FIG. 5 (C), the reference electrode 4 is formed at an appropriate position so as to face the inner peripheral surface of each recess 3, and the wall surface 3a is subsequently formed. The recessed portions 3 are completed, and finally, a portion other than the connection electrodes of the semiconductor substrate 29 is packaged by a stereolithography method or the like to form a resin coating layer 32. By forming this resin coating layer 32, moisture resistance,
Although chemical resistance can be improved, it goes without saying that this step may be omitted.

【0064】なお、前記図5(C)に示す例において
は、前記比較電極4を凹入部3…の高さ方向ほゞ中間位
置に取り付けた例を示しており、これによって、凹入部
3…に収容される測定対象試料Sに対して接するように
しているが、本発明はこの高さ位置を中間位置に限定す
るものではない。すなわち、この比較電極4は前記感応
膜30からは離れており、測定対象試料Sに対して確実
に接触することがない高さ位置の凹入部3…の内周面に
面するように取り付けられる。
In the example shown in FIG. 5 (C), the reference electrode 4 is attached at a substantially intermediate position in the height direction of the recessed portions 3 ,. However, the present invention does not limit the height position to the intermediate position. That is, the reference electrode 4 is separated from the sensitive film 30 and is attached so as to face the inner peripheral surface of the recessed portions 3 ... At a height position where the reference electrode 4 does not contact the measurement target sample S reliably. .

【0065】次に、図6,7は本発明の別の化学濃度セ
ンサの構成および製造方法および測定概念を示す図であ
る。図6,7において、図1〜5に示した例と同じまた
は同等の部分に同一の符号を付すことにより、その詳細
な説明を省略する。
Next, FIGS. 6 and 7 are views showing the construction, manufacturing method and measurement concept of another chemical concentration sensor of the present invention. 6 and 7, the same reference numerals are given to the same or equivalent portions as those in the examples shown in FIGS. 1 to 5, and detailed description thereof will be omitted.

【0066】本例の化学濃度センサは二次元化学濃度イ
メージセンサ(以下、二次元センサSC という)のセン
サチップの一例として各感応膜(感応膜)40aにおけ
る化学濃度をそれぞれ信号電荷に変換して検出する複数
のCCD40(以下、各CCD40を単位素子40とい
い、複数の単位素子40を合わせて化学CCDアレイ4
0Aという)を用いた例を示している。なお、本例に示
す化学CCDアレイ40Aの詳細な構成や、動作は例え
ば特開平10−332423号公報に記載されている
「物理現象または化学現象の測定方法および装置」に詳
述されているものであり、以下の説明からは省略する。
The chemical concentration sensor of this example converts the chemical concentration in each sensitive film (sensitive film) 40a into a signal charge as an example of a sensor chip of a two-dimensional chemical concentration image sensor (hereinafter referred to as a two-dimensional sensor S C ). A plurality of CCDs 40 (hereinafter, each CCD 40 is referred to as a unit element 40, and the plurality of unit elements 40 are combined to form the chemical CCD array 4).
0A) is used. The detailed configuration and operation of the chemical CCD array 40A shown in this example are described in detail in, for example, "Method and apparatus for measuring physical or chemical phenomenon" described in JP-A-10-332423. And will be omitted from the following description.

【0067】図6(A)は、前記二次元センサSC を製
造する第1段階を示す図であり、通常の製造プロセスを
用いて単位素子40…を半導体基板41上に製作すると
同時に、化学CCDアレイ40Aへの配線、変換された
信号電荷を矢印Aの方向に順次転送するための転送用C
CD42(以下、電荷転送部42という)、および図外
のマルチプレクサと演算増幅回路等を同上の製作プロセ
ス中にて作り込む工程を示している。次いで、半導体基
板41を所定の寸法にダイシングする。
FIG. 6 (A) is a diagram showing a first step of manufacturing the two-dimensional sensor S C , in which the unit elements 40 ... Wiring to the CCD array 40A, transfer C for sequentially transferring the converted signal charges in the direction of arrow A
A process of incorporating a CD 42 (hereinafter, referred to as a charge transfer unit 42), a multiplexer (not shown), an operational amplifier circuit and the like in the same manufacturing process is shown. Then, the semiconductor substrate 41 is diced into a predetermined size.

【0068】図6(B)は、前記二次元センサSC を製
造する第2段階を示す図であり、各単位素子40…の感
応膜40a…が各凹入部3…の底面となるように光造形
法でマイクロプレートを成形する形成段階を示してい
る。本例のように、各単位素子40…の感応膜40a…
が凹入部3…の底となるように、光造形法によって半導
体基板41の面上から順次上方へ壁面3aを造形してゆ
くことにより、凹入部3…内に収容される測定対象試料
Sが確実に感応膜40a…に接触すると共に、漏れなど
が生じないように形成することが可能である。
FIG. 6B is a diagram showing a second step of manufacturing the two-dimensional sensor S C so that the sensitive films 40a of the unit elements 40 are on the bottom surface of the recesses 3. 7 shows a forming step of forming a microplate by a stereolithography method. As in this example, the sensitive films 40a of the unit elements 40 ...
Are formed on the surface of the semiconductor substrate 41 in order so as to be the bottoms of the recessed portions 3 ... It can be formed so as to surely come into contact with the sensitive films 40a ... And to prevent leakage.

【0069】図6(C)は、前記二次元センサSC を製
造する第2段階を示す図であり、前記壁面3aの形成段
階途中の、適当な時点において前記比較電極4を各凹入
部3…に取り付けた状態を示している。そして、さらに
光造形法を用いて接続用電極以外を樹脂モールドして保
護層43を形成する。なお、比較電極4の形成位置は既
に詳述した通り、凹入部3…に臨む位置で感応膜40a
から離れた位置であれば任意の位置に設定可能である。
FIG. 6C is a diagram showing a second step of manufacturing the two-dimensional sensor S C. The reference electrode 4 is formed in each recess 3 at an appropriate time during the step of forming the wall surface 3a. It shows the state of being attached to. Then, the protective layer 43 is formed by resin-molding the parts other than the connecting electrodes by using an optical molding method. As described in detail above, the formation position of the comparison electrode 4 is located at the position facing the recess 3 ...
It can be set to an arbitrary position as long as it is away from.

【0070】図7は前記製造工程によって形成された化
学CCDアレイ40Aの測定概念図を示す図である。図
7に示す化学CCDアレイ40Aは縦横が10×5のも
のを例示する。そして、比較電極4には一定のバイアス
電圧がかかる。
FIG. 7 is a diagram showing a measurement conceptual diagram of the chemical CCD array 40A formed by the manufacturing process. The chemical CCD array 40A shown in FIG. 7 exemplifies an array of 10 × 5 in length and width. Then, a constant bias voltage is applied to the comparison electrode 4.

【0071】測定の第1段階において、各単位素子40
によって各凹入部3…に収容された測定対象試料Sの化
学濃度を各感応膜40aにおいて感知してそれぞれ信号
電荷に変換する。そして、この化学濃度に比例した信号
電荷が、矢印Aに示すように転送用CCD42によって
順次転送され、出力トランジスタ44を介して出力され
る。そして、図外のAD変換器15(図1,4参照)に
てデジタル信号化して演算処理装置10へとりこむ。
In the first stage of measurement, each unit element 40
The chemical concentration of the sample S to be measured contained in each recess 3 is sensed by each sensitive film 40a and converted into a signal charge. Then, the signal charge proportional to the chemical concentration is sequentially transferred by the transfer CCD 42 as shown by an arrow A, and is output via the output transistor 44. Then, it is converted into a digital signal by an AD converter 15 (see FIGS. 1 and 4) (not shown) and taken into the arithmetic processing unit 10.

【0072】また、本測定の前にあらかじめ一定の化学
濃度の標準試料を用いて測定しておき、これを校正値と
して上記値と比較して、測定対象試料Sの濃度が測定値
として計算され、表示もしくはIT関連器へと送信され
る。
Before the main measurement, a standard sample having a constant chemical concentration is measured in advance, and the measured value is compared with the above value as a calibration value to calculate the concentration of the sample S to be measured as the measured value. , Display or sent to IT related equipment.

【0073】一方、比較電極4への配線は測定が同時に
行われるので、各凹入部3…に対して共通となる配線を
行なうことができる。
On the other hand, since the wiring to the comparison electrode 4 is measured at the same time, the wiring common to the recessed portions 3 ... Can be performed.

【0074】本例のように、二次元センサSC として化
学CCDアレイ40Aを用いた場合は、二次元方向に複
数ある各凹入部3…に収容される測定対象試料S…の化
学濃度を同時に測定し、その測定値を個々に検出するこ
とができるので、迅速な測定を行うことができる。とり
わけCCD構造を用いることで半導体基板41に比較的
安価にて多数のCCD40、42を形成できるので、製
造コストを容易に引き下げることが可能である。
When the chemical CCD array 40A is used as the two-dimensional sensor S C as in this example, the chemical concentrations of the sample S to be measured contained in the plurality of recesses 3 ... Since the measurement can be performed and the measured values can be individually detected, quick measurement can be performed. In particular, since a large number of CCDs 40 and 42 can be formed on the semiconductor substrate 41 at a relatively low cost by using the CCD structure, the manufacturing cost can be easily reduced.

【0075】上述の各例においては、二次元化学濃度イ
メージセンサ2,21A,40Aに対して光造形法を用
いて凹入部3…を形成することにより、その形状をより
精確に形成することや、凹入部3…の大きさを飛躍的に
小さくすることも可能としているが、本発明は凹入部3
…を光造形法によって形成することに限定するものでは
ない。すなわち、樹脂成形品や加工品の組み合わせで実
現してもよい。
In each of the above examples, the two-dimensional chemical concentration image sensors 2, 21A, 40A are formed by forming the recessed portions 3 ... Using a stereolithography method to form the shape more accurately. , It is possible to dramatically reduce the size of the recessed portions 3 ...
The present invention is not limited to forming by the stereolithography method. That is, it may be realized by a combination of resin molded products and processed products.

【0076】さらに、上述した各例における前記測定対
象試料Sは液体試料に限られるものではなく、ゲルであ
ってもよいことはいうまでもない。また、前記各例にお
ける感応膜は、測定対象試料Sに合わせて例えば窒化膜
(Si3 4 )、5酸化タンタル膜(Ta2 3 )、ア
ルミナ膜(Al2 3 )を使用したものが一般的である
が、これらに測定したい化学物質に反応する感応膜を修
飾することで、種々の特定の化学物質の濃度測定に対応
する任意の感応膜を形成できる。
Further, it goes without saying that the sample S to be measured in each of the above-mentioned examples is not limited to a liquid sample and may be a gel. In addition, the sensitive film in each of the above examples uses, for example, a nitride film (Si 3 N 4 ), a tantalum oxide film (Ta 2 O 3 ), an alumina film (Al 2 O 3 ) according to the sample S to be measured. However, by modifying the sensitive film which reacts to the chemical substance to be measured, any sensitive film corresponding to the concentration measurement of various specific chemical substances can be formed.

【0077】また、各凹入部3…の底面に対応する感応
膜の部分に様々な応答膜をそれぞれ修飾する事により一
度に複数の化学濃度を測定することも可能となる。
Further, it is also possible to measure a plurality of chemical concentrations at once by modifying various responsive films on the sensitive film corresponding to the bottom surface of each recess 3.

【0078】そして、上述した例のように、ISFET
アレイ21Aや化学CCDアレイ40Aなどのアレイセ
ンサを使用する場合は、比較電極4の代わりになるFE
T構造(一般的にREFETと呼ばれている)を、IS
FET21またはCCD40と同じ半導体基板29,4
1上に隣接して形成してもよい。
Then, as in the above example, the ISFET is
When using an array sensor such as the array 21A or the chemical CCD array 40A, an FE that replaces the reference electrode 4
The T structure (generally called REFET) is called IS
The same semiconductor substrate 29, 4 as the FET 21 or CCD 40
They may be formed adjacent to each other.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の化学濃度
センサによれば、一つの平面上に形成された単一の二次
元化学濃度イメージセンサを用いてセンサを交換するこ
となく多数の試料を迅速かつ定量的に測定できる。つま
り、従来のように凹入部に収容した試料に対して測定電
極を挿入する必要がなく、マイクロプレートを構成する
各凹入部に測定対象試料を収容するだけで、各測定対象
試料の化学濃度を測定することができるので、試料を外
部から汚染する心配がない。
As described above, according to the chemical concentration sensor of the present invention, it is possible to use a single two-dimensional chemical concentration image sensor formed on one plane to replace a large number of samples. Can be measured quickly and quantitatively. That is, it is not necessary to insert the measurement electrode into the sample housed in the recessed portion as in the conventional case, and only by storing the measurement target sample in each recessed portion forming the microplate, the chemical concentration of each measurement target sample is Since it can be measured, there is no worry of contaminating the sample from the outside.

【0080】また、各凹入部に収容された液体試料は完
全に分離された状態で個別に測定することができ、単一
の測定系で複数の試料を測定可能であるから、1つの凹
入部当たりのコストパフォーマンスを安くすることがで
き、使い捨て可能な化学濃度センサを形成することも可
能となる。
Further, the liquid sample contained in each recess can be individually measured in a completely separated state, and a plurality of samples can be measured by a single measuring system. The cost performance per hit can be reduced and a disposable chemical concentration sensor can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の化学濃度センサの一例としてLAPS
型の二次元センサを用いた場合の全体構成を示す図であ
る。
FIG. 1 shows LAPS as an example of a chemical concentration sensor of the present invention.
It is a figure which shows the whole structure at the time of using a two-dimensional type sensor.

【図2】前記化学濃度センサの二次元センサの構成を示
す要部拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a configuration of a two-dimensional sensor of the chemical concentration sensor.

【図3】前記化学濃度センサの二次元センサの製造方法
を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing the two-dimensional sensor of the chemical concentration sensor.

【図4】本発明の化学濃度センサの別の例としてISF
ETによる二次元センサを用いた場合の全体構成を示す
図である。
FIG. 4 is an ISF as another example of the chemical concentration sensor of the present invention.
It is a figure which shows the whole structure at the time of using the two-dimensional sensor by ET.

【図5】図4に示す化学濃度センサの二次元センサの製
造方法を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing the two-dimensional sensor of the chemical concentration sensor shown in FIG.

【図6】本発明の化学濃度センサの別の例としてCCD
による二次元センサを用いた場合の製造方法および要部
構成を示す図である。
FIG. 6 is a CCD as another example of the chemical concentration sensor of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing method and a main part configuration when the two-dimensional sensor according to is used.

【図7】図6に示す二次元センサの平面的な構成を示す
図である。
7 is a diagram showing a planar configuration of the two-dimensional sensor shown in FIG.

【図8】従来のマイクロプレートを用いた化学濃度の測
定方法を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a conventional method for measuring a chemical concentration using a microplate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,20…化学濃度センサ、SL ,SI ,SC …二次元
化学濃度イメージセンサ、2,21A,40A…センサ
チップ、2,29,41…半導体基板、3…凹入部、3
b…遮光壁、4…比較電極、5…対極、6…発光素子
(光源)、7…電力供給部(光源)、8,22,23…
マルチプレクサ、30…感応膜、17…樹脂基板、26
…演算増幅器、40a…感応膜、S…測定対象試料。
1,20 ... chemical concentration sensors, S L, S I, S C ... two-dimensional chemical concentrations image sensor, 2 and 21a, 40A ... sensor chip, 2,29,41 ... semiconductor substrate, 3 ... recess, 3
b ... light-shielding wall, 4 ... comparison electrode, 5 ... counter electrode, 6 ... light emitting element (light source), 7 ... power supply unit (light source), 8, 22, 23 ...
Multiplexer, 30 ... Sensitive film, 17 ... Resin substrate, 26
... operational amplifier, 40a ... sensitive film, S ... sample to be measured.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 剛 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 (72)発明者 田▲辺▼ 裕貴 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Tsuyoshi Nakanishi             2 Higashimachi, Kichijoin-miya, Minami-ku, Kyoto-shi, Kyoto             HORIBA, Ltd. (72) Inventor Tanabe Yuki             2 Higashimachi, Kichijoin-miya, Minami-ku, Kyoto-shi, Kyoto             HORIBA, Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一つの平面上に二次元化学濃度イメージ
センサを形成してなるセンサチップと、このセンサチッ
プの上にこれを底面とするように形成された複数の凹入
部と、各凹入部の内側面に臨ませるようにそれぞれ配置
された比較電極とからなり、各凹入部に収容される測定
対象試料の化学濃度を個別に測定可能としたことを特徴
とする化学濃度センサ。
1. A sensor chip having a two-dimensional chemical concentration image sensor formed on one plane, a plurality of recessed portions formed on the sensor chip so as to form the bottom surface, and each recessed portion. And a reference electrode arranged so as to face the inner surface of the sample, and the chemical concentration of the sample to be measured contained in each recess can be individually measured.
【請求項2】 前記凹入部が光造形法によって成形され
た光硬化樹脂からなる請求項1に記載の化学濃度セン
サ。
2. The chemical concentration sensor according to claim 1, wherein the recessed portion is made of a photocurable resin molded by a stereolithography method.
【請求項3】 前記比較電極が前記凹入部の形成段階の
途中で挟み込まれるように形成してなる請求項2に記載
の化学濃度センサ。
3. The chemical concentration sensor according to claim 2, wherein the reference electrode is formed so as to be sandwiched during the step of forming the recess.
【請求項4】 前記二次元化学濃度イメージセンサが、
表面に感応膜を形成してなる半導体基板と、この半導体
基板の裏面から各凹入部に対応する位置に個別に光を照
射可能とする光源と、各比較電極にそれぞれ対応して各
凹入部の内側面に臨ませるように配置された対極と、前
記光を照射した位置の凹入部に対応する比較電極および
/または対極を選択してポテンショスタットと接続する
ことで、半導体基板に配置された複数の凹入部の中から
測定対象となっている一つの凹入部を選択し、この凹入
部内の感応膜に生じる光電流値を化学濃度の測定値とし
て個々に測定可能とするマルチプレクサとを有する請求
項1〜3の何れかに記載の化学濃度センサ。
4. The two-dimensional chemical concentration image sensor,
A semiconductor substrate having a sensitive film formed on the front surface, a light source capable of individually irradiating light from the back surface of the semiconductor substrate to a position corresponding to each recessed portion, and a recessed portion of each recessed portion corresponding to each reference electrode. A plurality of counter electrodes arranged on the semiconductor substrate are formed by selecting a counter electrode arranged to face the inner surface and a reference electrode and / or counter electrode corresponding to the recessed portion at the position where the light is irradiated and connecting to the potentiostat. A multiplexer for selecting one of the concave portions to be measured from among the concave portions, and individually measuring the photocurrent value generated in the sensitive film in the concave portion as the measured value of the chemical concentration. Item 4. The chemical concentration sensor according to any one of Items 1 to 3.
【請求項5】 表面および/または裏面に前記対極およ
び小型化した比較電極が形成され、両極を各凹入部の内
側面に臨ませるように、凹入部内に挟み込まれる高絶縁
の樹脂基板を有する請求項4に記載の化学濃度センサ。
5. The counter electrode and the miniaturized reference electrode are formed on the front surface and / or the back surface, and a highly insulating resin substrate is sandwiched in the recessed portions so that both electrodes face the inner side surfaces of the recessed portions. The chemical concentration sensor according to claim 4.
【請求項6】 前記光源が各凹入部に対応する位置にそ
れぞれ配置された複数の発光素子と、測定対象となって
いる一つの発光素子に選択的に電力を供給する電力供給
部とからなる請求項4または5に記載の化学濃度セン
サ。
6. The light source comprises a plurality of light emitting elements respectively arranged at positions corresponding to the recesses, and a power supply section for selectively supplying electric power to one light emitting element as a measurement object. The chemical concentration sensor according to claim 4 or 5.
【請求項7】 前記半導体基板の裏面に、各発光素子か
らの光がこれに対応する凹入部の底面となる部分だけに
届くようにガイドする遮光壁を位置させてなる請求項6
に記載の化学濃度センサ。
7. A light shielding wall for guiding the light from each light emitting element to reach only a portion corresponding to the bottom surface of the corresponding recessed portion on the back surface of the semiconductor substrate.
The chemical concentration sensor described in.
【請求項8】 前記二次元化学濃度イメージセンサが半
導体基板上に形成された複数のISFETを有し、各I
SFETがそれぞれ凹入部の底面に対応する部分に形成
されてなり、測定対象となっている凹入部に対応するI
SFETによって、この凹入部内の測定対象試料の化学
濃度を個々に測定可能とした請求項1〜3の何れかに記
載の化学濃度センサ。
8. The two-dimensional chemical concentration image sensor has a plurality of ISFETs formed on a semiconductor substrate, each IFET
The SFETs are formed in the respective portions corresponding to the bottom surface of the recessed portion, and I corresponding to the recessed portion to be measured
The chemical concentration sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the SFET can individually measure the chemical concentration of the sample to be measured in the recessed portion.
【請求項9】 複数のISFETの中から測定対象とな
っているISFETを選択するマルチプレクサと、この
マルチプレクサによって選択されたISFETのドレイ
ンとソースとの間に一定の電流を流すように比較電極の
電位を制御し、この比較電極の電位を化学濃度の測定値
として出力可能とする演算増幅器とを有する請求項8に
記載の化学濃度センサ。
9. A multiplexer for selecting an ISFET to be measured from a plurality of ISFETs, and a potential of a comparison electrode so that a constant current flows between the drain and the source of the ISFET selected by the multiplexer. 9. The chemical concentration sensor according to claim 8, further comprising an operational amplifier capable of controlling the electric potential of the reference electrode and outputting the potential of the reference electrode as a measured value of the chemical concentration.
【請求項10】 各ISFETのドレインとソースとの
間に一定の電流を流すように対応する比較電極の電位を
制御する複数の演算増幅器を有する請求項8に記載の化
学濃度センサ。
10. The chemical concentration sensor according to claim 8, further comprising a plurality of operational amplifiers that control the potentials of the corresponding reference electrodes so that a constant current flows between the drain and the source of each ISFET.
【請求項11】 前記二次元化学濃度イメージセンサが
半導体基板上の複数の感応膜部における化学濃度をそれ
ぞれ信号電荷に変換して検出する複数のCCDを有し、
各CCDの感応膜がそれぞれ凹入部の底面に対応する部
分に形成されてなり、各CCDによって変換された信号
電荷量から、この感応膜に対応する凹入部内の測定対象
試料の化学濃度を個々に測定可能とした請求項1〜3の
何れかに記載の化学濃度センサ。
11. The two-dimensional chemical concentration image sensor has a plurality of CCDs that detect chemical concentrations in a plurality of sensitive film portions on a semiconductor substrate by converting them into signal charges, respectively.
The sensitive film of each CCD is formed in a portion corresponding to the bottom surface of the recessed portion, and the chemical concentration of the sample to be measured in the recessed portion corresponding to this sensitive film is individually determined from the signal charge amount converted by each CCD. The chemical concentration sensor according to claim 1, which is measurable.
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