JP2000283905A - マルチチャンネルqcmセンサデバイス - Google Patents

マルチチャンネルqcmセンサデバイス

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JP2000283905A
JP2000283905A JP11089410A JP8941099A JP2000283905A JP 2000283905 A JP2000283905 A JP 2000283905A JP 11089410 A JP11089410 A JP 11089410A JP 8941099 A JP8941099 A JP 8941099A JP 2000283905 A JP2000283905 A JP 2000283905A
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昇 小山
Toru Tatsuma
徹 立間
Yoshihito Watanabe
能仁 渡辺
Osamu Hatosaki
修 波戸崎
Kaoru Kitakizaki
薫 北寄崎
Hoki Haba
方紀 羽場
Takanari Noguchi
卓孝 野口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水晶基板の表面に複数の電極を隣接させかつ
各電極の裏面に対向電極を形成したマルチチャンネルQ
CMセンサデバイスでは、試料に晒される電極形成部に
凹凸部が多くなり、その面を次回の計測のために完全に
洗浄するのが難しい。 【解決手段】 水晶基板20は、試料に晒される電極2
1A〜21Dが形成される面を平坦構造とし、この面の
洗浄を確実、容易にする。電極21A〜21Dまたはそ
の裏面電極の一方を1つの共通電極にしたこと、試料に
晒される面を縁部を残して掘り下げた平坦面にし、この
掘り下げ部を試料溜めとすることも含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子の電極
表面を試料ガスや試料溶液に晒したときの水晶振動子の
発振周波数やインピーダンス等の電気的特性の変化から
電極表面での試料の成分を検知・定量するQCM(Qu
artz Crystal Microbalanc
e)センサデバイスに係り、特に同じ試料から複数の成
分を同時に検知・定量するのに適したマルチチャンネル
QCMセンサデバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】化学・生化学の分野において、反応量や
生成物質量を定量することは重要なことであるが、極め
て微量の反応量に対して十分な検出感度を得ることは難
しかった。
【0003】近年、ATカット水晶振動子を用いてマイ
クロバランス原理を応用したケミカル及びバイオセンサ
が注目を集めている。ATカット水晶振動子は、その主
共振周波数が振動子の板厚と反比例する。この場合、水
晶振動子の電極面に試料成分が成膜したり、あるいは物
質の吸着が起きると表面に存在する物質の単位平面積当
たりの重量に対応した周波数のシフトが起きる。
【0004】QCMセンサは、上記の周波数シフト現象
を応用したもので、ATカット水晶振動子は広い温度範
囲において周波数が安定しているため、安定した検出感
度が期待でき、条件が揃えば1〜10ngの吸着物質の
検出がリアルタイムで可能である。以下に吸着物質量と
周波数のシフト量の関係を示す。
【0005】まず、ATカット水晶振動子の共振周波数
は、下記の(1)、(2)式で表わされる。
【0006】
【数1】
【0007】ここで、f0:水晶振動子の主共振周波
数、ν:水晶中での音速、tq:水晶の厚さ、μq:せん
断弾性定数、ρq:水晶の密度である。
【0008】この主共振周波数f0を持つ水晶振動子の
表面に生じる質量変化Δmは、主共振周波数と水晶の厚
さの関係式を展開してSauerbreyの(3)式の
ようになる。
【0009】上記の(3)式において、Δfは質量付加
による周波数変化、Apiezoは電気的有効面積、Cfは全
体感度である。これを液中で使用する際に、Δfは液の
粘度と密度にも影響されるため、(4)式のように書き
直される。
【0010】ここで、ηLは溶液の粘性率、ρLは溶液の
密度、ω0=2πf0である。また、全体感度Cf
(5)式で表わされる。
【0011】上記の(5)式から分るように、全体感度
fを上げるには主共振周波数f0を上げることが重要と
なる。また、全体感度Cf自身も周波数の関数であるか
ら、実際に周波数のずれ量Δfは主共振周波数f0の3
/2乗に依存することになる。
【0012】従って、センサとして用いる水晶振動子の
主共振周波数を高くするほど、高感度のセンサとするこ
とができる。例えば、図5は、15wt%(重量パーセ
ント)のグルコース溶液に浸した水晶振動子の周波数シ
フト量Δfを主共振周波数f 0の変化に対してプロット
したものである。主共振周波数f0が高ければ同じ電極
表面の吸着量に対して共振周波数のずれが大きく取れる
ことが分る。
【0013】上記のように、ATカット水晶振動子は、
厚みすべりのモードを使用しているため、主共振周波数
0はその厚みtqと反比例する。また、水晶振動子は、
十分なγ値(水晶振動子の等価回路では並列容量と直列
容量の比、通常はATカットで250ぐらいで少ない程
よい)を得るためには電極有効面積も周波数に比例して
小さくする必要がある。以上の理由で高周波用の水晶振
動子は電極面積が小さく、しかも水晶厚の薄いものが必
要となる。
【0014】一方、QCMセンサを実現するには、共振
周波数を正確に測り、なおかつ振動子表面は試料ガスあ
るいは試料溶液に晒すという条件を満たすため、図6に
示すように、水晶振動子1を容器2内に保持させ、試料
に晒す振動子表面のみを露出させてその周辺をOリング
3等でシールし、水晶振動子の電極1A,1Bからリー
ド線を使って発振回路またはインピーダンス測定回路4
に接続する装置構成になる。
【0015】上記のような構成になるQCMセンサは、
その水晶振動子を高周波に対応した薄い水晶基板とする
場合、シール部にかかる応力により基板が歪んだり割れ
たりするため、高周波のセンサデバイスは実用化が難し
かった。しかし、Zuxuan Lin等により単一セ
ルでエッチングにより基板の中央部のみを薄くする方法
でQCMセンサデバイスを作製する方法が提案されてい
る。この場合、水晶振動子の枠にあたる部分は従来用い
られていた5〜6MHz相当(0.3mm程度)の厚み
を持っており、シールによって大きな歪みを発生するこ
ともない。また、薄板化された部分は電極面積を十分に
小さく取ってエネルギートラップが起こっているため、
枠の影響を受けにくくすることができる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】以上のような方法でセ
ンサ感度を上げるQCMセンサが実現されるが、従来の
QCMセンサデバイスは何れも1セル内に1つのセンサ
しか配置されていない。したがって、従来のQCMセン
サは、1サンプルから一度に1つの成分の測定しか行な
えない。
【0017】このことは、例えば、複数の成分を含む試
料溶液から各成分を検知・定量するには、成分毎にそれ
を検知・定量できるセルを用意し、1セル1サンプルと
いう制約された測定になり、複数の成分測定にはそれだ
け測定時間が長くかかるし、測定コストも高くなるとい
う問題がある。
【0018】測定時間を短縮しようとするものとして、
マルチチャンネルタイプのQCMセンサがある。このセ
ンサは、基板ホルダーに複数の水晶振動子を取り付け、
各水晶振動子上にプローブを移動操作し、各水晶振動子
での試料成分のデータを得る装置構成になる。
【0019】しかし、このマルチチャンネルタイプのQ
CMセンサは、プローブの移動操作による電界印加にな
り、プローブと各水晶振動子の相対位置のずれが発振周
波数やインピーダンスを変化させてしまう。このため、
従来のマルチチャンネルタイプQCMセンサは、水晶振
動子の共振周波数等の測定条件を正確に維持するための
装置構成が難しく、結果的に安定した測定が望めないと
いう問題がある。
【0020】したがって、本発明は、センサ部をマルチ
チャンネル化しながら安定した測定を可能にし、しかも
センサ部の主共振周波数を高周波化することにより高精
度測定を可能にしたマルチチャンネルQCMセンサデバ
イスを提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】従来の技術で述べたよう
に、高感度なセンサを得るためには、基板厚を薄くした
高周波振動子を用いる必要があるが、機械的強度から薄
板化が制約される。例えば、5MHz位の主共振周波数
を持つものでは、図6のように、試料雰囲気を測定回路
部分から分離を行なうためにシールドを施す場合、水晶
基板の割れや歪みを少なくするためには、少なくとも
0.25mm以上の基板厚が必要となる。
【0022】また、従来のQCMセンサデバイスは1サ
ンプルから一度に1つの成分の測定しか行なえない。
【0023】このような課題を解決するQCMセンサデ
バイスとして、本願出願人等はマルチチャンネル化した
QCMセンサデバイスを既に提案している。
【0024】このマルチチャンネルQCMセンサデバイ
スは、図7に平面図(a)と断面図(b)で示すよう
に、水晶基板10の周辺部は厚くしてその機械強度を確
保し、4チャンネル分の電極11A,11B,11C,
11Dとそれらの裏面電極12A,12B,12C,1
2Dが形成される振動子部分を水晶基板10の両面から
エッチング処理で薄くした構造とすることで高周波化を
図る。
【0025】例えば、5MHZ位の主共振周波数をもつ
厚みにした1インチ角の基板の両面に、各電極膜の形成
部分を主共振周波数が10MHZ以上になる厚みにまで
エッチングした構造とする。
【0026】また、上記のマルチチャンネル構造の各電
極11A〜11Dには、検知・定量しようとするサンプ
ルの成分毎に異なるレセプターを固定化することによ
り、1サンプルで電極別に異なる成分を一度に検知・定
量することを可能にし、しかも、従来のプローブの移動
操作機構を不要にする。
【0027】例えば、試料に晒される側の電極11A〜
11Dの表面には、試料から検知・定量しようとする成
分に応じた互いに異なるレセプターが形成される。例え
ば、電極11Aには「はしか」のウイルスを検知・定量
するための「抗はしかウイルス抗体」が固定化され、電
極11Bにはインフルエンザの抗体を検知・定量するた
めのインフルエンザ抗原が固定化されることで、異なる
ウイルスの検知・定量を一度に行うことができる。
【0028】ここで、QCMセンサデバイスは、電極面
を試料溶液に晒して検知・定量測定を行った後、次回の
測定に備えて試料に晒された電極をもつ基板面の洗浄を
必要とする。この洗浄は、例えば、電解液から銀等を電
極面に析出させた場合、析出したときと逆方向に電流を
流し、析出した物質等を電極面から離脱させる。その
後、酸性溶液(例えばフッ酸)により水晶基板面を洗浄
する。
【0029】この洗浄において、上記のマルチチャンネ
ルQCMセンサデバイスは、電極11A〜11D部が掘
り下げられた構造のため、前回の測定に使用された試料
溶液や試料ガス及び析出された試料成分を完全に除去す
るのが難しくなる。特に、マルチチャンネルQCMセン
サデバイスでは、多チャンネル化を図るほど、基板面に
多数箇所で凹凸部が形成され、完全な洗浄が一層難しく
なる。これら電極面等への成分の残留は次回の測定精度
に影響を及ぼす恐れがある。
【0030】そこで、本発明は、マルチチャンネルQC
Mセンサデバイスにおいて、試料に晒される基板面を平
坦構造とすることでその面の洗浄を確実、容易にしたも
ので、以下の構成を特徴とする。
【0031】(第1の発明)水晶基板の表面に複数の電
極を隣接させて形成し、各電極の裏面に対向電極を形成
し、水晶基板の一方の面の電極表面を試料ガスや試料溶
液に晒したときの各電極別の主共振周波数の変化または
インピーダンスの変化から試料の成分を各電極別に検知
・定量するマルチチャンネルQCMセンサデバイスにお
いて、前記水晶基板は、試料に晒される側の電極形成面
を平坦構造とし、この裏面の対向電極が形成される面を
掘り下げた凹部をもつ構造としたことを特徴とする。
【0032】(第2の発明)水晶基板の表面に複数の電
極を隣接させて形成し、各電極の裏面に対向電極を形成
し、水晶基板の一方の面の電極表面を試料ガスや試料溶
液に晒したときの各電極別の主共振周波数の変化または
インピーダンスの変化から試料の成分を各電極別に検知
・定量するマルチチャンネルQCMセンサデバイスにお
いて、前記水晶基板は、試料に晒される側の電極形成面
を平坦構造とし、一方の面に形成する電極を1つの共通
電極としたことを特徴とする。
【0033】(第3の発明)水晶基板の表面に複数の電
極を隣接させて形成し、各電極の裏面に対向電極を形成
し、水晶基板の一方の面の電極表面を試料ガスや試料溶
液に晒したときの各電極別の主共振周波数の変化または
インピーダンスの変化から試料の成分を各電極別に検知
・定量するマルチチャンネルQCMセンサデバイスにお
いて、前記水晶基板は、試料に晒される側の電極形成面
を平坦構造とし、この裏面の対向電極が形成される面を
掘り下げた凹部をもつ構造とし、一方の面に形成する電
極を1つの共通電極としたことを特徴とする。
【0034】(第4の発明)前記水晶基板は、試料に晒
される面を縁部を残して掘り下げた平坦面を有し、この
平坦面に電極を形成し、この掘り下げた平坦面を試料溜
めとしたことを特徴とする。
【0035】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
マルチチャンネルQCMセンサデバイスの平面図(a)
と断面図(b)であり、4チャンネル構成の場合であ
る。
【0036】水晶基板20は、4角形で一様な厚みを持
つATカット水晶で構成される。水晶基板20の表裏面
には、その四方に対向して円形の電極(金や白金など)
21A〜21Dと、その裏面電極22A〜22Dが形成
され、各電極21A〜21D、22A〜22Dはそれぞ
れリード線23A〜23D等で基板周辺の端子に引き出
される。
【0037】なお、水晶基板20の電極形成面の厚み
は、前記の式(1)(2)に従った主共振周波数f
0(5MHZや10MHZ)に応じて決定される。また、
電極の面積は前記の式(3)〜(5)での感度を決める
要素として決定される。
【0038】このような構造のセンサデバイスを使った
マルチチャンネルQCMセンサを構成するには、前記の
図6と同様に、一方の面を試料に晒す構造にされる。こ
の試料に晒される側の電極21A〜21Dの表面には、
試料から検知・定量しようとする成分に応じた互いに異
なるレセプターが形成される。
【0039】また、各電極21A〜21D、22A〜2
2Dから引き出された端子は、個別の発振回路またはイ
ンピーダンス測定回路に接続または1つの発振回路また
はインピーダンス測定回路に時分割で切り替え接続さ
れ、電極21A〜21D側が試料に晒された場合の発振
周波数変化またはインピーダンス変化が個々に計測され
る。
【0040】ここで、本実施形態のマルチチャンネルQ
CMセンサデバイスが図7と異なる部分は、試料に晒さ
れる電極21A〜21Dを形成する水晶基板面は平坦に
され、裏面に形成する電極22A〜22D側の水晶基板
面は主振動周波数の関係から掘り下げた凹部をもつ構造
にされる。
【0041】この構造により、マルチチャンネルQCM
センサデバイスを使った測定では、水晶基板20は電極
21A〜21Dの形成面が試料に晒される。そして、測
定後の水晶基板20の洗浄は、電極21A〜21Dの形
成面に対して行う。この洗浄に際して、電極21A〜2
1Dの形成面は、凹凸部のない平坦構造になるため、試
料成分等の残留物を完全に取り除くのが容易になる。
【0042】図2は、本発明の他の実施形態を示すマル
チチャンネルQCMセンサデバイスの平面図(a)と断
面図(b)であり、4チャンネル構成の場合である。
【0043】同図が図1と異なる部分は、試料に晒され
る水晶基板面に形成する電極を1つの共通電極21とし
た点にある。
【0044】この共通電極21は、一か所のリード線2
3で基板周辺の端子に引き出される。また、共通電極2
1は、その裏面電極22A〜22Dに対向する部分に、
試料から検知・定量しようとする成分に応じた互いに異
なるレセプターが境界を有して形成される。
【0045】本実施形態においても、前記の図1のもの
と同様に、洗浄に際して、共通電極21の形成面は、凹
凸部のない平坦構造になるため、試料成分等の残留物を
完全に取り除くのが容易になる。
【0046】これに加えて、本実施形態では、水晶基板
面に電極を形成するのに、一方の面には1つの共通電極
21の形成で済み、製造が容易になる。すなわち、電極
の形成は、水晶基板の一面に金を蒸着した後、フォトリ
ソグラフィー法や化学エッチング法などにより各チャン
ネルのパターニングを行うが、共通電極の形成にはパタ
ーニングが不要となり、裏面電極のみパターニングする
ことで済む。
【0047】また、本実施形態では、測定に際して、電
極から引き出された端子を、個別の発振回路またはイン
ピーダンス測定回路に接続または1つの発振回路または
インピーダンス測定回路に時分割で切り替え接続するの
に、共通電極21から引き出された端子は1カ所にな
り、これら接続又は切り替え接続が容易になる。
【0048】さらにまた、本実施形態では、試料に晒さ
れる水晶基板面のほぼ全面が共通電極(金電極)21で
覆われているため、試料と水晶基板が直接に接触するこ
とがなく、水晶基板をその汚染や腐食から保護すること
が可能である。
【0049】以上のような構造(図1、図2)としたマ
ルチチャンネルQCMセンサデバイスは、試料に晒され
る面が平坦構造になるため、図7の構造に比べてその洗
浄が容易であるが、平坦構造であるがために振動が基板
面全体に伝搬し、チャンネル間の干渉の有無やチャンネ
ル毎の定量性が低下することが予想されるが、これら干
渉の発生や定量性の低下は起きないことを実験で確認し
た。
【0050】この実験に使用したマルチチャンネルQC
Mセンサデバイスは、図7及び図1、図2の4チャンネ
ル構造で、水晶基板20の厚さは227μm、電極形成
部(凹部)の厚さが167μmで直径が8mm、電極の
直径が4.5mm(共通電極は全面)とし、各チャンネ
ルの共振周波数が10MHZのものとした。
【0051】そして、各チャンネルに水を滴下したり、
あるいは電解液中で銀を電気化学的に析出させるなどし
てチャンネル間の干渉の有無や定量性について調べた。
このためのインピーダンス測定はネットワークアナライ
ザを用い、発振周波数については発振器と周波数カウン
タを用いた。以下、チャンネル間の干渉等について個別
に説明する。
【0052】(1)チャンネル間の干渉 図7及び図1、図2の構造で、上記の形状のセンサデバ
イスについて、チャンネルA〜Dのいずれかに水を滴下
したときの、チャンネルAのインピーダンス特性の変化
を観測した。その結果、下記の表に示すように、チャン
ネルAに水を滴下したときのみ、共振周波数の変化ΔF
及び等価回路の抵抗値の変化ΔR1などにノイズレベル
を越える変化がみられ、他のチャンネルに水を滴下した
場合にはチャンネルAには変化が見られなかった。ま
た、図1および図2のセンサデバイスは、図7のものと
では差異が少なく、振動が他のチャンネルに伝搬せず、
チャンネル間の干渉がないことが確認された。
【0053】
【表1】
【0054】(2)チャンネル毎の定量性 0.2M過塩素酸を含む1mM硝酸銀水溶液中で、チャ
ンネルA〜Dのいずれかに銀を析出させ(定電流:1μ
A)、チャンネルAにおけるインピーダンス特性、ある
いは発振周波数の変化を測定した。
【0055】その結果、図3に示すように、チャンネル
Aに電解析出させたときのみ、周波数等の変化を観測す
ることができた。また、このときの周波数変化は、Sa
uerbreyの式から予測される値(理論値)とほぼ
一致した。
【0056】これらのことから、図1、図2の構造のセ
ンサデバイスは、図7のものと同様に、各チャンネルは
独立した振動子として質量変化の定量的評価に使用でき
ることが確認された。
【0057】図4は、本発明の他の実施形態を示すマル
チチャンネルQCMセンサデバイスの平面図(a)と断
面図(b)であり、4チャンネル構成の場合である。
【0058】同図が図1と異なる部分は、試料に晒され
る側の水晶基板面を縁部を残して掘り下げた平坦面に電
極21A〜21Dを形成した点にある。
【0059】本実施形態は、水晶基板の表裏面に対向さ
せて形成する電極のうち、試料に晒される電極の形成部
分を掘り下げた構造とし、この掘り下げ部分を試料溜め
にするものである。
【0060】本実施形態は、測定対象試料が溶液になる
場合に適用できるものであり、電極21A〜21Dの形
成部に試料溜めができるよう基板面を縁部を残して掘り
下げ、その外周部が電極形成部よりも高くなる構造とし
ている。
【0061】以上の構造になるマルチチャンネルQCM
センサデバイスにおいては、前記の実施形態の構造に比
べて、試料に晒される面には基板周辺部で凹部が形成さ
れるが、電極間には凹凸部がなく、図7のものに比べて
その洗浄が容易になる。
【0062】しかも、縁部の作用により、基板上の試料
溶液が基板周辺に流れ出すことを防止できる。また、基
板周辺に付着する電極接着剤等が試料溶液に混入したり
反応するのを防止できる。
【0063】なお、試料溜めをもつ構造は、図2の構造
のものにも適用できる。つまり、共通電極21を形成す
る面を試料溜めができる深さまで掘り下げた構造とする
ことができる。
【0064】以上までの各実施形態において、試料に晒
されない電極側を1つの共通電極にして同等の作用効果
を得ることができる。例えば、図1の構造において裏面
電極22A〜22Dを1つの共通電極とすること、図2
の構造において試料に晒される面にチャンネル毎の電極
を設け、裏面電極を1つの共通電極とすること、図4の
構造において裏面電極22A〜22Dを1つの共通電極
とすることができる。
【0065】また、実施形態では、4チャンネルの場合
を示すが、9チャンネルなど多チャンネルQCMセンサ
デバイスとすることができる。
【0066】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、試料に
晒される電極形成部の面を平坦構造にしたため、試料に
晒された電極形成部の洗浄が確実、容易になり、しか
も、平坦構造にしてチャンネル間の干渉が発生すること
なく、定量性にも影響なく、各チャンネルを独立した振
動子とすることができ、高精度の繰り返し測定が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すマルチチャンネルQC
Mセンサデバイス。
【図2】本発明の他の実施形態を示すマルチチャンネル
QCMセンサデバイス。
【図3】実施形態における周波数変化の測定結果。
【図4】本発明の他の実施形態を示すマルチチャンネル
QCMセンサデバイス。
【図5】QCMセンサによる周波数シフト特性の例。
【図6】QCMセンサデバイスの収納装置の例。
【図7】本発明に係るマルチチャンネルQCMセンサデ
バイス。
【符号の説明】
10、20…水晶基板 11A〜11D、21A〜21D…試料に晒される電極 12A〜12D、22A〜22D…裏面電極 21…共通電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 能仁 東京都武蔵野市中町1−34−3武蔵野パー クマンション301 (72)発明者 波戸崎 修 東京都小金井市本町1−2−12アーバンハ イム202 (72)発明者 北寄崎 薫 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 羽場 方紀 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 野口 卓孝 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水晶基板の表面に複数の電極を隣接させ
    て形成し、各電極の裏面に対向電極を形成し、水晶基板
    の一方の面の電極表面を試料ガスや試料溶液に晒したと
    きの各電極別の主共振周波数の変化またはインピーダン
    スの変化から試料の成分を各電極別に検知・定量するマ
    ルチチャンネルQCMセンサデバイスにおいて、 前記水晶基板は、試料に晒される側の電極形成面を平坦
    構造とし、この裏面の対向電極が形成される面を掘り下
    げた凹部をもつ構造としたことを特徴とするマルチチャ
    ンネルQCMセンサデバイス。
  2. 【請求項2】 水晶基板の表面に複数の電極を隣接させ
    て形成し、各電極の裏面に対向電極を形成し、水晶基板
    の一方の面の電極表面を試料ガスや試料溶液に晒したと
    きの各電極別の主共振周波数の変化またはインピーダン
    スの変化から試料の成分を各電極別に検知・定量するマ
    ルチチャンネルQCMセンサデバイスにおいて、 前記水晶基板は、試料に晒される側の電極形成面を平坦
    構造とし、一方の面に形成する電極を1つの共通電極と
    したことを特徴とするマルチチャンネルQCMセンサデ
    バイス。
  3. 【請求項3】 水晶基板の表面に複数の電極を隣接させ
    て形成し、各電極の裏面に対向電極を形成し、水晶基板
    の一方の面の電極表面を試料ガスや試料溶液に晒したと
    きの各電極別の主共振周波数の変化またはインピーダン
    スの変化から試料の成分を各電極別に検知・定量するマ
    ルチチャンネルQCMセンサデバイスにおいて、 前記水晶基板は、試料に晒される側の電極形成面を平坦
    構造とし、この裏面の対向電極が形成される面を掘り下
    げた凹部をもつ構造とし、一方の面に形成する電極を1
    つの共通電極としたことを特徴とするマルチチャンネル
    QCMセンサデバイス。
  4. 【請求項4】 前記水晶基板は、試料に晒される面を縁
    部を残して掘り下げた平坦面を有し、この平坦面に電極
    を形成し、この掘り下げた平坦面を試料溜めとしたこと
    を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のマル
    チチャンネルQCMセンサデバイス。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004205392A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Japan Science & Technology Agency Qcm装置及び試料測定方法
WO2005001440A1 (ja) * 2003-06-26 2005-01-06 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. 水晶センサ
WO2005031316A1 (ja) * 2003-09-29 2005-04-07 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 自動分析方法及び装置
JP2006234685A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Kyocera Kinseki Corp 微少質量検出チップ
JP2006234687A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Kyocera Kinseki Corp 微少質量検出チップ
JP2006234686A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Kyocera Kinseki Corp 微少質量検出チップ
WO2007018187A1 (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Kyowa Medex Co., Ltd. 測定器具及びこれを用いた測定用キット、測定方法、測定装置並びに圧電振動子の再生方法
JP2008032617A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Kyocera Kinseki Corp Qcmセンサ
JP2010002413A (ja) * 2008-05-20 2010-01-07 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電センサ及び感知装置
JP2012008029A (ja) * 2010-06-25 2012-01-12 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 感知装置
CN104048893A (zh) * 2014-06-19 2014-09-17 中国科学院理化技术研究所 用于检测hcn气体的石英晶体微天平传感器及其制法和应用
US9086338B2 (en) 2010-06-25 2015-07-21 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Sensing device
US9791412B2 (en) 2013-06-12 2017-10-17 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Sensing device

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5892908A (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 Seikosha Co Ltd 圧電振動子を用いた検出装置
US4596697A (en) * 1984-09-04 1986-06-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Chemical sensor matrix
JPH02118434A (ja) * 1988-10-28 1990-05-02 Meidensha Corp 液体の汚染度測定器
JPH04289438A (ja) * 1991-03-19 1992-10-14 Meidensha Corp 微量測定用センサー
JPH06194290A (ja) * 1992-12-22 1994-07-15 Hitachi Ltd 水質評価方法および装置
JPH06245754A (ja) * 1993-02-19 1994-09-06 Terumo Corp 塩基配列読み取り装置
JPH07190916A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Tokyo Denpa Kk 匂いセンサと匂い測定装置
JPH0875628A (ja) * 1994-09-09 1996-03-22 Nippon Steel Corp 流体中吸着物量連続測定用フローセル
JPH08193854A (ja) * 1995-01-18 1996-07-30 Terumo Corp マトリックス電極振動子およびそのセンサ
JPH09126979A (ja) * 1995-10-26 1997-05-16 Yazaki Corp 水滴検出装置
JPH09145583A (ja) * 1995-11-14 1997-06-06 Dev Center For Biotechnol カートリッジ状の圧電センサチップ
WO2000026636A1 (fr) * 1998-11-02 2000-05-11 Kabushiki Kaisha Meidensha Capteur qcm
JP2000258324A (ja) * 1999-03-04 2000-09-22 Hokuto Denko Kk Qcmセンサデバイス
JP2002532717A (ja) * 1998-12-11 2002-10-02 サイミックス テクノロジーズ、インク 迅速な物質特性評価のためのセンサ配列に基づくシステム及びその方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5892908A (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 Seikosha Co Ltd 圧電振動子を用いた検出装置
US4596697A (en) * 1984-09-04 1986-06-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Chemical sensor matrix
JPH02118434A (ja) * 1988-10-28 1990-05-02 Meidensha Corp 液体の汚染度測定器
JPH04289438A (ja) * 1991-03-19 1992-10-14 Meidensha Corp 微量測定用センサー
JPH06194290A (ja) * 1992-12-22 1994-07-15 Hitachi Ltd 水質評価方法および装置
JPH06245754A (ja) * 1993-02-19 1994-09-06 Terumo Corp 塩基配列読み取り装置
JPH07190916A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Tokyo Denpa Kk 匂いセンサと匂い測定装置
JPH0875628A (ja) * 1994-09-09 1996-03-22 Nippon Steel Corp 流体中吸着物量連続測定用フローセル
JPH08193854A (ja) * 1995-01-18 1996-07-30 Terumo Corp マトリックス電極振動子およびそのセンサ
JPH09126979A (ja) * 1995-10-26 1997-05-16 Yazaki Corp 水滴検出装置
JPH09145583A (ja) * 1995-11-14 1997-06-06 Dev Center For Biotechnol カートリッジ状の圧電センサチップ
WO2000026636A1 (fr) * 1998-11-02 2000-05-11 Kabushiki Kaisha Meidensha Capteur qcm
JP2002532717A (ja) * 1998-12-11 2002-10-02 サイミックス テクノロジーズ、インク 迅速な物質特性評価のためのセンサ配列に基づくシステム及びその方法
JP2000258324A (ja) * 1999-03-04 2000-09-22 Hokuto Denko Kk Qcmセンサデバイス

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
立間徹、渡邉能仁、小山昇、北寄崎薫、羽場方紀: "マルチチャンネルQCMの開発(1)", 電気化学会大会講演要旨集, vol. 66, JPN4006023354, 24 March 1999 (1999-03-24), pages 261, ISSN: 0000796658 *
立間徹、渡邉能仁、小山昇、北寄崎薫、羽場方紀: "マルチチャンネルQCMの開発(1)", 電気化学会大会講演要旨集, vol. 66, JPNX007011858, 24 March 1999 (1999-03-24), pages 261, ISSN: 0000826193 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004205392A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Japan Science & Technology Agency Qcm装置及び試料測定方法
WO2005001440A1 (ja) * 2003-06-26 2005-01-06 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. 水晶センサ
WO2005031316A1 (ja) * 2003-09-29 2005-04-07 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 自動分析方法及び装置
JPWO2005031316A1 (ja) * 2003-09-29 2006-12-07 独立行政法人産業技術総合研究所 自動分析方法及び装置
JP4597711B2 (ja) * 2005-02-25 2010-12-15 京セラキンセキ株式会社 微少質量検出チップ
JP2006234685A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Kyocera Kinseki Corp 微少質量検出チップ
JP2006234687A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Kyocera Kinseki Corp 微少質量検出チップ
JP2006234686A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Kyocera Kinseki Corp 微少質量検出チップ
JP4597710B2 (ja) * 2005-02-25 2010-12-15 京セラキンセキ株式会社 微少質量検出チップ
WO2007018187A1 (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Kyowa Medex Co., Ltd. 測定器具及びこれを用いた測定用キット、測定方法、測定装置並びに圧電振動子の再生方法
JP2008032617A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Kyocera Kinseki Corp Qcmセンサ
JP2010002413A (ja) * 2008-05-20 2010-01-07 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電センサ及び感知装置
JP2012008029A (ja) * 2010-06-25 2012-01-12 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 感知装置
US9086338B2 (en) 2010-06-25 2015-07-21 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Sensing device
US9791412B2 (en) 2013-06-12 2017-10-17 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Sensing device
CN104048893A (zh) * 2014-06-19 2014-09-17 中国科学院理化技术研究所 用于检测hcn气体的石英晶体微天平传感器及其制法和应用

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