JP2003240695A - 微量質量測定装置における反射拡散構造 - Google Patents
微量質量測定装置における反射拡散構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度なＱＣＭバイオセンサを提供するこ
と。 【解決手段】 水晶等の圧電振動子をセンサとして用い
た微量質量測定装置において、試料溶液の流れる流路
に、該センサより生じる液相中を伝播する振動（縦波）
を拡散するための構造を持つ事を特徴とする微量質量測
定装置。
と。 【解決手段】 水晶等の圧電振動子をセンサとして用い
た微量質量測定装置において、試料溶液の流れる流路
に、該センサより生じる液相中を伝播する振動（縦波）
を拡散するための構造を持つ事を特徴とする微量質量測
定装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小質量の変化を
測定するシステムに関する。特に、水晶等の圧電材料を
用いた振動子の電極表面を液体中に晒し、それに特異的
に吸着する酵素、抗体、たんぱく質、ホルモンなどの化
学物質を測定するＱＣＭ（ＱｕａｒｔｚＣｒｙｓｔａｌ
Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）型バイオセンサに関す
る。
測定するシステムに関する。特に、水晶等の圧電材料を
用いた振動子の電極表面を液体中に晒し、それに特異的
に吸着する酵素、抗体、たんぱく質、ホルモンなどの化
学物質を測定するＱＣＭ（ＱｕａｒｔｚＣｒｙｓｔａｌ
Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）型バイオセンサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】圧電材料に水晶を用いたものはＱＣＭ
（Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂａｒａ
ｎｃｅ）と呼ばれ、ＡＴカットの水晶板の両面に金属薄
膜電極を形成した構造をもつ。この金属薄膜電極対に発
振回路を接続し電圧を印加すると水晶板の厚さに反比例
した周波数で発振する。この金属薄膜電極上に物質が付
加されると振動子全体の固有振動数が変化する。この振
動数変化を利用し金属薄膜電極上に付着した物質の質量
を検出しようとするものである。
（Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂａｒａ
ｎｃｅ）と呼ばれ、ＡＴカットの水晶板の両面に金属薄
膜電極を形成した構造をもつ。この金属薄膜電極対に発
振回路を接続し電圧を印加すると水晶板の厚さに反比例
した周波数で発振する。この金属薄膜電極上に物質が付
加されると振動子全体の固有振動数が変化する。この振
動数変化を利用し金属薄膜電極上に付着した物質の質量
を検出しようとするものである。
【０００３】また、近年Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ、
あるいはバイオマイクロマシンなどと呼ばれる、バイオ
検査チップの開発が盛んになってきている。Ｌａｂ−ｏ
ｎ−ａ−Ｃｈｉｐタイプのバイオセンサは、コンパクト
で安価なため、たとえば人の健康状態を家庭で定期的に
検査したり、あるいは特殊なガスや匂いをその場で分析
したりすることに適しているといわれている。このよう
な目的に用いるバイオチップでは、サンプルが少量で動
作することが望ましい。
あるいはバイオマイクロマシンなどと呼ばれる、バイオ
検査チップの開発が盛んになってきている。Ｌａｂ−ｏ
ｎ−ａ−Ｃｈｉｐタイプのバイオセンサは、コンパクト
で安価なため、たとえば人の健康状態を家庭で定期的に
検査したり、あるいは特殊なガスや匂いをその場で分析
したりすることに適しているといわれている。このよう
な目的に用いるバイオチップでは、サンプルが少量で動
作することが望ましい。
【０００４】本発明で述べるＱＣＭ型バイオセンサは、
上で述べたような少量のサンプル溶液で動作するＬａｂ
−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐタイプのバイオチップの検査部分
にＱＣＭセンサを組み込み、マルチチャネル化（ＭＱＣ
Ｍ）して多種類の分析対象を同時に検出できるような応
用例も含んで述べている。
上で述べたような少量のサンプル溶液で動作するＬａｂ
−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐタイプのバイオチップの検査部分
にＱＣＭセンサを組み込み、マルチチャネル化（ＭＱＣ
Ｍ）して多種類の分析対象を同時に検出できるような応
用例も含んで述べている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＱＣＭでは、測定に必
要なのは厚み滑り振動が主な振動モードであるが、実際
には振動子からは縦方向の振動も発生している。液相中
における測定においては、この振動により発生した縦波
が、試料溶液の流れる流路の天井面や側壁などの界面で
反射するため、共振周波数が特に界面の高さに依存する
ことが報告されている（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ． Ｖｏｌ
６７，Ｎｏ４．，１９９５，Ｐ６８５−６９３、Ａｎａ
ｌ．Ｃｈｅｍ． Ｖｏｌ６７，Ｎｏ１８．，１９９５，
Ｐ３３２４−３３３５）。これらの報告によれば、共振
周波数に与える影響はおよそ１ｋＨｚである。
要なのは厚み滑り振動が主な振動モードであるが、実際
には振動子からは縦方向の振動も発生している。液相中
における測定においては、この振動により発生した縦波
が、試料溶液の流れる流路の天井面や側壁などの界面で
反射するため、共振周波数が特に界面の高さに依存する
ことが報告されている（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ． Ｖｏｌ
６７，Ｎｏ４．，１９９５，Ｐ６８５−６９３、Ａｎａ
ｌ．Ｃｈｅｍ． Ｖｏｌ６７，Ｎｏ１８．，１９９５，
Ｐ３３２４−３３３５）。これらの報告によれば、共振
周波数に与える影響はおよそ１ｋＨｚである。
【０００６】特に、生化学物質を固定化し、それに特異
的に吸着する酵素、抗体、たんぱく質、ホルモンなどの
化学物質をＱＣＭ測定する場合には、ｎｇ（ナノグラ
ム）レベル以下の質量変化を読み取ることが必要であ
る。この質量変化に対応する振動数は、基本周波数にも
よるがおよそ数十から数百Ｈｚとなる。従って、前述し
た縦波から受ける共振周波数への影響があると質量変化
を正確に読み取ることができず大きな問題となる。
的に吸着する酵素、抗体、たんぱく質、ホルモンなどの
化学物質をＱＣＭ測定する場合には、ｎｇ（ナノグラ
ム）レベル以下の質量変化を読み取ることが必要であ
る。この質量変化に対応する振動数は、基本周波数にも
よるがおよそ数十から数百Ｈｚとなる。従って、前述し
た縦波から受ける共振周波数への影響があると質量変化
を正確に読み取ることができず大きな問題となる。
【０００７】また、ＭＱＣＭにて、隣りまたは対角線上
のチャネルを同時に発振させた時に、共振周波数が界面
の高さの変化から受ける影響は、１チャネルのみを単独
で発振させたときに受ける影響とほぼ同程度であること
が報告されている。（Ｃｈｍ．Ｓｅｎｓ． Ｖｏｌ．１
５，ＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔＡ，１９９９，Ｐ１７５−１
７７） このような周波数変化の影響を防ぐには、界面の高さの
変化がない状態で測定することが望ましい。従って、液
面の高さを固定する上部覆いのある流路を設ければよ
い。しかし、この周波数変化はμｍオーダーの高さの違
いで生じるため、これを防ぐ覆いには高い加工精度が要
求され高価となる。
のチャネルを同時に発振させた時に、共振周波数が界面
の高さの変化から受ける影響は、１チャネルのみを単独
で発振させたときに受ける影響とほぼ同程度であること
が報告されている。（Ｃｈｍ．Ｓｅｎｓ． Ｖｏｌ．１
５，ＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔＡ，１９９９，Ｐ１７５−１
７７） このような周波数変化の影響を防ぐには、界面の高さの
変化がない状態で測定することが望ましい。従って、液
面の高さを固定する上部覆いのある流路を設ければよ
い。しかし、この周波数変化はμｍオーダーの高さの違
いで生じるため、これを防ぐ覆いには高い加工精度が要
求され高価となる。
【０００８】また共振周波数は、試料溶液の粘度や温度
に影響を受ける。従って、試料により影響を受ける前記
界面の高さも変化する。種々の試料を取り扱う場合、そ
れに応じて共振周波数に影響を与えない流路の高さを持
つ装置を用意する必要が生じる。
に影響を受ける。従って、試料により影響を受ける前記
界面の高さも変化する。種々の試料を取り扱う場合、そ
れに応じて共振周波数に影響を与えない流路の高さを持
つ装置を用意する必要が生じる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決する手段として、振動子より液相中に生じた縦波が該
振動子のチャネルの共振周波数に影響を与えないよう
に、縦波を反射拡散させる構造を設けた流路とするもの
である。
決する手段として、振動子より液相中に生じた縦波が該
振動子のチャネルの共振周波数に影響を与えないよう
に、縦波を反射拡散させる構造を設けた流路とするもの
である。
【００１０】これらの構造は、反射する縦波が直下のチ
ャネルおよび隣接するチャネル方向へ向かわないような
角度または方向、またはその両方で設けられる。
ャネルおよび隣接するチャネル方向へ向かわないような
角度または方向、またはその両方で設けられる。
【００１１】これらの構造は、反射する縦波に拡散作用
を及ぼす寸法を持つものである。
を及ぼす寸法を持つものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１（ａ）に、
本発明の第１の実施例の概要の上面図を、図１（ｂ）に
Ａ−Ａ断面図を示す。１１はＡＴカットの水晶基板、１
２、１３は電極、１４は流路形成基板、１５は試料溶液
が流れる流路、１６は反射拡散構造、１７、１８は電極
への配線である。電極１３上に、たとえばタンパク質の
検出であれば被測定タンパク質の抗原物質を、またＤＮ
Ａ等の検出には、ｃＤＮＡ等を受容体として固定すれば
よい。金電極とｃＤＮＡとの間はチオール結合を利用す
ると強固な結合を得ることができる。
本発明の第１の実施例の概要の上面図を、図１（ｂ）に
Ａ−Ａ断面図を示す。１１はＡＴカットの水晶基板、１
２、１３は電極、１４は流路形成基板、１５は試料溶液
が流れる流路、１６は反射拡散構造、１７、１８は電極
への配線である。電極１３上に、たとえばタンパク質の
検出であれば被測定タンパク質の抗原物質を、またＤＮ
Ａ等の検出には、ｃＤＮＡ等を受容体として固定すれば
よい。金電極とｃＤＮＡとの間はチオール結合を利用す
ると強固な結合を得ることができる。
【００１３】以上のように準備した後に、試料溶液を流
路１５に流しながら、所定の発振回路より配線１７、１
８を通して電極１２、１３に電流を供給すると、電極１
２、１３に挟まれた部分が共振振動数にて振動する。こ
のとき電極１３上に固定した受容体に被測定物質が結合
すると電極１３上の質量が増加し、その増加量に比例し
て振動数が減少する。例えば、２７ＭＨｚの共振周波数
を持つ水晶振動子を用いたＱＣＭ測定においては、およ
そ３０ｐｇ／Ｈｚ程度の振動数の減少となる。
路１５に流しながら、所定の発振回路より配線１７、１
８を通して電極１２、１３に電流を供給すると、電極１
２、１３に挟まれた部分が共振振動数にて振動する。こ
のとき電極１３上に固定した受容体に被測定物質が結合
すると電極１３上の質量が増加し、その増加量に比例し
て振動数が減少する。例えば、２７ＭＨｚの共振周波数
を持つ水晶振動子を用いたＱＣＭ測定においては、およ
そ３０ｐｇ／Ｈｚ程度の振動数の減少となる。
【００１４】ここで電極１３から生じた縦波が、その直
上の流路１５の天井に形成した反射拡散構造１６により
反射拡散することにより、縦波の影響を受けず正確な測
定が可能となる。本実施例の反射拡散構造１６は、例え
ば２５０μｍ□、高さ１００μｍの正四角錐とすれば、
主にチャネル（電極１３）直上に向かう縦波の反射波は
四方へ拡散されチャネルへ戻らず、縦波の影響を無視で
きるほどに軽減できる。
上の流路１５の天井に形成した反射拡散構造１６により
反射拡散することにより、縦波の影響を受けず正確な測
定が可能となる。本実施例の反射拡散構造１６は、例え
ば２５０μｍ□、高さ１００μｍの正四角錐とすれば、
主にチャネル（電極１３）直上に向かう縦波の反射波は
四方へ拡散されチャネルへ戻らず、縦波の影響を無視で
きるほどに軽減できる。
【００１５】図１に示した実施例の製造方法について簡
単に説明する。水晶基板１１に所定の大きさ、例えば１
ｍｍφの金電極１２、１３および配線１７、１８を１０
００Åの厚さで蒸着し形成する。一方、流路形成基板１
４および反射拡散構造１６はモールドにより樹脂または
ガラスで一括形成する。その後、水晶基板１１と流路形
成基板１４を接着剤を用いて位置を合わせて接着し作製
することができる。ここで流路の高さは、試料溶液の粘
度などを考慮し流れが阻害されないように数ｍｍから数
百μｍで選択すればよい。
単に説明する。水晶基板１１に所定の大きさ、例えば１
ｍｍφの金電極１２、１３および配線１７、１８を１０
００Åの厚さで蒸着し形成する。一方、流路形成基板１
４および反射拡散構造１６はモールドにより樹脂または
ガラスで一括形成する。その後、水晶基板１１と流路形
成基板１４を接着剤を用いて位置を合わせて接着し作製
することができる。ここで流路の高さは、試料溶液の粘
度などを考慮し流れが阻害されないように数ｍｍから数
百μｍで選択すればよい。
【００１６】（第２の実施例）図２に、本発明の第２の
実施例の概要の断面図を、図３（ａ）、（ｂ）に反射拡
散構造の概略図を示す。２１はＡＴカットの水晶基板、
２２、２３は電極、２４は流路形成基板、２５は試料溶
液が流れる流路、２６は反射拡散構造、２７、２８は電
極への配線である。使用方法、製造方法は前述の実施例
１と同様である。
実施例の概要の断面図を、図３（ａ）、（ｂ）に反射拡
散構造の概略図を示す。２１はＡＴカットの水晶基板、
２２、２３は電極、２４は流路形成基板、２５は試料溶
液が流れる流路、２６は反射拡散構造、２７、２８は電
極への配線である。使用方法、製造方法は前述の実施例
１と同様である。
【００１７】本実施例２では、図２に示す反射拡散構造
体２６が図３（ａ）、（ｂ）に示すような正弦波や円錐
の構成よりなるものである。ここで電極２３から生じた
縦波が、その直上の流路２５の天井に形成した反射拡散
構造体２６により反射拡散することにより、縦波の影響
を受けず正確な測定が可能となる。
体２６が図３（ａ）、（ｂ）に示すような正弦波や円錐
の構成よりなるものである。ここで電極２３から生じた
縦波が、その直上の流路２５の天井に形成した反射拡散
構造体２６により反射拡散することにより、縦波の影響
を受けず正確な測定が可能となる。
【００１８】本実施例の反射拡散構造２６は、例えば図
３（ａ）に示すようなピッチ５０μｍの正弦波形状とす
れば、主にチャネル（電極１３）直上に向かう縦波の反
射波は構造２６と平行な２方向へ拡散されチャネルへ戻
らず、縦波の影響を無視できるほどに軽減できる。また
反射拡散構造２６が、図３（ｂ）に示すような直径５０
０μｍの円錐形状よりなる場合には、主にチャネル（電
極１３）直上に向かう縦波の反射波は構造２６の周囲全
方向へ拡散されチャネルへ戻らず、縦波の影響を無視で
きるほどに軽減できる。さらに流路２５の側壁にも反射
拡散構造を設けることで、よりセンサ電極の共振周波数
へ与える影響が権限できる。
３（ａ）に示すようなピッチ５０μｍの正弦波形状とす
れば、主にチャネル（電極１３）直上に向かう縦波の反
射波は構造２６と平行な２方向へ拡散されチャネルへ戻
らず、縦波の影響を無視できるほどに軽減できる。また
反射拡散構造２６が、図３（ｂ）に示すような直径５０
０μｍの円錐形状よりなる場合には、主にチャネル（電
極１３）直上に向かう縦波の反射波は構造２６の周囲全
方向へ拡散されチャネルへ戻らず、縦波の影響を無視で
きるほどに軽減できる。さらに流路２５の側壁にも反射
拡散構造を設けることで、よりセンサ電極の共振周波数
へ与える影響が権限できる。
【００１９】ここで反射拡散構造の寸法は、発生する波
長の１０倍から振動子の寸法程度がより好適である。
長の１０倍から振動子の寸法程度がより好適である。
【００２０】（第３の実施例）図４（ａ）に、本発明の
第３の実施例の概要の上面図を、図４（ｂ）にＡ−Ａ断
面図を示す。本実施例では、４×４のマルチチャネルが
形成されている。チャネルの配列方法、数に関してはこ
の限りではない。４１はＡＴカットの水晶基板、４２、
４３は電極、４４は流路形成基板、４６は反射拡散構
造、４７は電極への配線である。製造方法は前述の実施
例１と同様である。また図面記載上、裏面の配線４７は
点線で示してある。
第３の実施例の概要の上面図を、図４（ｂ）にＡ−Ａ断
面図を示す。本実施例では、４×４のマルチチャネルが
形成されている。チャネルの配列方法、数に関してはこ
の限りではない。４１はＡＴカットの水晶基板、４２、
４３は電極、４４は流路形成基板、４６は反射拡散構
造、４７は電極への配線である。製造方法は前述の実施
例１と同様である。また図面記載上、裏面の配線４７は
点線で示してある。
【００２１】本実施例のマルチチャネルＱＣＭ型センサ
を、バイオセンサとして、たとえば抗原―抗体反応に応
用する場合、検出用チャネル５３（ａ）には、特定の抗
体５４のみを捕獲する抗原を含む膜５５をチャネル電極
上に固定化する（図５参照）。また別の検出用チャネル
５３（ｂ）には、特定の抗体５６のみを捕獲する抗原を
含む膜５７をチャネル電極上に固定化する。
を、バイオセンサとして、たとえば抗原―抗体反応に応
用する場合、検出用チャネル５３（ａ）には、特定の抗
体５４のみを捕獲する抗原を含む膜５５をチャネル電極
上に固定化する（図５参照）。また別の検出用チャネル
５３（ｂ）には、特定の抗体５６のみを捕獲する抗原を
含む膜５７をチャネル電極上に固定化する。
【００２２】このようにチャネルごとに交代の種類を替
えることで同時に多種類の測定が可能となる。このバイ
オセンサの応用例には、抗原−抗体反応のほか、さまざ
まな生化学反応に応用できるが、この電極上に固定化す
る膜には、分析対象となる物質のみに吸着することので
きる物質を用いる。
えることで同時に多種類の測定が可能となる。このバイ
オセンサの応用例には、抗原−抗体反応のほか、さまざ
まな生化学反応に応用できるが、この電極上に固定化す
る膜には、分析対象となる物質のみに吸着することので
きる物質を用いる。
【００２３】このようなバイオセンサの動作では、たと
えば全チャネル同時に共振周波数で発振させながらセン
サ振動子をサンプル溶液８に浸漬する。サンプル溶液８
中に、前述したようなチャネル上に固定化した膜によっ
て捕獲可能な物質が含まれている場合、該当するチャネ
ル上にその物質が捕獲され、その結果としてチャネル電
極上の質量変化が生じ、共振周波数の変化を通じて、対
象物の捕獲量を同定することができる。
えば全チャネル同時に共振周波数で発振させながらセン
サ振動子をサンプル溶液８に浸漬する。サンプル溶液８
中に、前述したようなチャネル上に固定化した膜によっ
て捕獲可能な物質が含まれている場合、該当するチャネ
ル上にその物質が捕獲され、その結果としてチャネル電
極上の質量変化が生じ、共振周波数の変化を通じて、対
象物の捕獲量を同定することができる。
【００２４】このように全チャネル同時に共振周波数で
発振させながら測定を行う場合にも、反射拡散構造４６
があるのでチャネル相互間の干渉を軽減することができ
る。
発振させながら測定を行う場合にも、反射拡散構造４６
があるのでチャネル相互間の干渉を軽減することができ
る。
【００２５】またこのようなバイオセンサの場合、セン
サ上での化学反応の進行や、環境温度変動などによっ
て、センサが浸漬される溶液の密度や粘度に変化が生じ
る。特に図５に示すようなＱＣＭ型マルチチャネルバイ
オセンサをＬａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐのようなバイオ
チップシステムの１機能として組み込んだ場合、そのメ
リットを十分に生かすためにサンプルの溶液量は非常に
少なく、粘度や密度などに変化が生じやすい。
サ上での化学反応の進行や、環境温度変動などによっ
て、センサが浸漬される溶液の密度や粘度に変化が生じ
る。特に図５に示すようなＱＣＭ型マルチチャネルバイ
オセンサをＬａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐのようなバイオ
チップシステムの１機能として組み込んだ場合、そのメ
リットを十分に生かすためにサンプルの溶液量は非常に
少なく、粘度や密度などに変化が生じやすい。
【００２６】またその変化も、バイオチップ上で一様で
なく、局所的に生じる場合がある。このような環境にて
測定を行う場合にも、反射拡散構造４６があるのでチャ
ネル相互間の干渉を軽減することができる。
なく、局所的に生じる場合がある。このような環境にて
測定を行う場合にも、反射拡散構造４６があるのでチャ
ネル相互間の干渉を軽減することができる。
【００２７】（第４の実施例）図６は、マルチチャネル
ＱＣＭバイオセンサを、Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐの
ような、多機能型の小型システムに組み込んだ例の概要
を示している。この例では、サンプル導入口７１から分
析対象の溶液をセンサシステムに入れ、前処理要素７３
においてサンプルの分離、抽出処理を施し、センサ部に
導入される。
ＱＣＭバイオセンサを、Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐの
ような、多機能型の小型システムに組み込んだ例の概要
を示している。この例では、サンプル導入口７１から分
析対象の溶液をセンサシステムに入れ、前処理要素７３
においてサンプルの分離、抽出処理を施し、センサ部に
導入される。
【００２８】前処理工程には、その他混合／反応、フィ
ルタ、バルブなどさまざまな機能が必要な場合がある
が、ここではそれらの詳細は述べない。また前処理工程
に、反応など特別な試薬が必要な場合があり、別途その
試薬を導入する経路や導入口が必要な場合もある。
ルタ、バルブなどさまざまな機能が必要な場合がある
が、ここではそれらの詳細は述べない。また前処理工程
に、反応など特別な試薬が必要な場合があり、別途その
試薬を導入する経路や導入口が必要な場合もある。
【００２９】一方、サンプルの移動には、ポンプによる
機械的なものや、電気浸透などを利用した電気的なもの
などが広く用いられる。センサ部には、マルチチャネル
用に配列されたＱＣＭセンサがあり、それぞれのチャネ
ルには配線が施してある（図６では、裏面側の配線は示
していない）。検出を終えたあとのサンプル溶液は、排
出口７２より排出される。
機械的なものや、電気浸透などを利用した電気的なもの
などが広く用いられる。センサ部には、マルチチャネル
用に配列されたＱＣＭセンサがあり、それぞれのチャネ
ルには配線が施してある（図６では、裏面側の配線は示
していない）。検出を終えたあとのサンプル溶液は、排
出口７２より排出される。
【００３０】ここでセンサ電極６２から生じた縦波が、
その直上の流路の天井に形成した反射拡散構造７６（図
６（ａ）では省略）により反射拡散することにより、縦
波の影響を受けず正確な測定が可能となる。主にチャネ
ル（電極６２）直上に向かう縦波の反射波は四方へ拡散
されチャネルへ戻らず、共振周波数に与える縦波の影響
を無視できるほどに軽減できる。さらにチャネル相互間
の干渉も軽減することができる。
その直上の流路の天井に形成した反射拡散構造７６（図
６（ａ）では省略）により反射拡散することにより、縦
波の影響を受けず正確な測定が可能となる。主にチャネ
ル（電極６２）直上に向かう縦波の反射波は四方へ拡散
されチャネルへ戻らず、共振周波数に与える縦波の影響
を無視できるほどに軽減できる。さらにチャネル相互間
の干渉も軽減することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればセン
サ電極より生じる縦波により影響を受ける共振周波数の
変動による誤差成分を簡便に軽減でき、高精度なバイオ
センサを提供できる。
サ電極より生じる縦波により影響を受ける共振周波数の
変動による誤差成分を簡便に軽減でき、高精度なバイオ
センサを提供できる。
【００３２】またセンサ電極をマルチチャネル化したと
きのチャネル相互間の干渉も軽減することができセンサ
の高性能化が実現できる．
きのチャネル相互間の干渉も軽減することができセンサ
の高性能化が実現できる．
【図１】 流路天井に反射拡散構造を持つＱＣＭセンサ
【図２】 流路天井および側壁に反射拡散構造を持つＱ
ＣＭセンサ
ＣＭセンサ
【図３】 反射拡散構造例
【図４】 流路天井に反射拡散構造を持つマルチチャネ
ル型ＱＣＭセンサ
ル型ＱＣＭセンサ
【図５】 マルチチャネル型バイオチップ上の化学反応
の概要
の概要
【図６】 マルチチャネル型バイオチップ上のＬａｂ−
ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐへの適用例
ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐへの適用例
１１、２１、３１、４１、５１、６１ 水晶板
１２、１３、２２、２３、４２、４３、５２、５３、６
２ 電極（検出用チャネル） １５、２５、４５、７４ 流路 １７、１８、２７、２８、４７、６７ 配線 １６、２６、４６、７６ 反射拡散構造 ５５、５７ 分析対象物質 ５４、５６ 捕獲膜 ５８ サンプル溶液 ７３ 前処理要素 ７１ サンプル導入口 ７２ 廃出口
２ 電極（検出用チャネル） １５、２５、４５、７４ 流路 １７、１８、２７、２８、４７、６７ 配線 １６、２６、４６、７６ 反射拡散構造 ５５、５７ 分析対象物質 ５４、５６ 捕獲膜 ５８ サンプル溶液 ７３ 前処理要素 ７１ サンプル導入口 ７２ 廃出口
Claims (7)
- 【請求項１】圧電振動子をセンサとして用いた微量質量
測定装置において、試料溶液の流れる流路に、該センサ
より生じる液相中を伝播する振動（縦波）を拡散するた
めの構造を持つ事を特徴とする微量質量測定装置。 - 【請求項２】前記微量質量測定装置に装着された圧電振
動子センサより生じる液相中を伝播する振動（波）を反
射拡散するための構造は、連続する四角錘、円錐、波型
またはそれらを組み合わせた形状よりなる請求項１に記
載の微量質量測定装置。 - 【請求項３】前記微量質量測定装置に装着された圧電振
動子センサより生じる液相中を伝播する振動（波）の反
射を拡散するための構造は、該構造の１単位の最大寸法
が該圧電振動子センサの外形寸法、ないしは該構造の最
小寸法が該センサより生じる振動波長の１０倍の外形寸
法を持つ形状よりなる請求項１または２に記載の微量質
量測定装置。 - 【請求項４】前記反射を拡散するための構造は、流路の
上部のみ、または上部および側壁の両方に形成される事
を特徴とする請求項２に記載の反射を拡散するための構
造。 - 【請求項５】前記圧電振動子は、水晶振動子である請求
項１に記載の微量質量測定装置。 - 【請求項６】前記圧電振動子は、複数個並んだマルチチ
ャネルセンサである請求項１に項記載の微量質量測定装
置。 - 【請求項７】微量質量測定装置は、サンプルを分離・抽
出を行う検出以外の機能を持つ要素と、サンプル用の流
路を通じて連結されていることを特徴とする請求項１に
記載の微量質量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041534A JP2003240695A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 微量質量測定装置における反射拡散構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041534A JP2003240695A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 微量質量測定装置における反射拡散構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003240695A true JP2003240695A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27781918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002041534A Pending JP2003240695A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 微量質量測定装置における反射拡散構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003240695A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006162538A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Seiko Instruments Inc | 微量質量測定装置 |
| JP2006234791A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-09-07 | Seiko Instruments Inc | 反応器、マイクロリアクタチップ、及びマイクロリアクタシステム、並びに反応器の製造方法 |
| JP2008032584A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Seiko Instruments Inc | マイクロリアクターシステム |
| CN101241125A (zh) * | 2008-03-10 | 2008-08-13 | 施晓燕 | 一种用于液相测量的压电传感器及封装方法 |
-
2002
- 2002-02-19 JP JP2002041534A patent/JP2003240695A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006162538A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Seiko Instruments Inc | 微量質量測定装置 |
| JP2006234791A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-09-07 | Seiko Instruments Inc | 反応器、マイクロリアクタチップ、及びマイクロリアクタシステム、並びに反応器の製造方法 |
| JP4694945B2 (ja) * | 2005-01-26 | 2011-06-08 | セイコーインスツル株式会社 | 反応器、マイクロリアクタチップ、及びマイクロリアクタシステム、並びに反応器の製造方法 |
| JP2008032584A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Seiko Instruments Inc | マイクロリアクターシステム |
| CN101241125A (zh) * | 2008-03-10 | 2008-08-13 | 施晓燕 | 一种用于液相测量的压电传感器及封装方法 |
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