JP2007093239A - Ｑｃｍ分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、ＱＣＭセンサとして利用する水晶発振子の封止方法は、Ｏリング、接着剤、プラスチック板などを組合せて行っていたが、水晶発振子に大きな負荷がかかったり、表面に接着剤が盛り上がるなどの不安定要因が存在していた。このため、水晶発振子の両電極が短絡せず、かつ水晶発振子に余計な負荷を加えることなく安定して封止する封止方法がなかった。
【解決手段】 封止方法として、磁石による磁力の引張り力と弾性体による柔軟な支持により、水晶発振子に大きな負荷をかけずに、安定した発振が行えると同時に、抗原抗体反応の標識体として磁気粒子を用いる場合には、この磁力を利用して、磁気粒子を水晶発振子の電極表面へ引きつけて反応効率を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体中に存在する被測定試料を計測するＱＣＭ分析装置に関する。

従来から水晶発振子を利用して、その圧電効果から微量な物質を検出する技術（ＱＣＭ）が知られている。水晶発振子は、その電極表面に物質が付着すると、その物質の重量に応じて共振周波数が変化する。これを利用すると、極めて微量な物質の重量を、この周波数変化から読み取ることができる。

これを利用した測定方法として、例えば特許文献１に記載のものがある。図７に、その構成を示す。この発振子バイオセンサは、水晶板６の表面と裏面に電極４を蒸着したものである。電極４の表面には、洗浄処理を行った後に、抗ヒト抗体を固定化する。それぞれの電極４は、リード７によってセル８の外部へ引き出され、引き出されたリード７は、発振回路１１０に接続される。さらに、発振回路１１０はカウンタ７９に接続され、カウンタ７９はコンピュータ１００に接続される。コンピュータ１００は、カウンタ７９からのデータを収集する。この水晶板６は、セル８内に設けられており、セル８には、液を循環させるためのパイプ９が接続されている。このパイプ９から、被測定試料であるヒトＩｇＧの混入した溶液を流すと、抗原抗体反応により電極４の抗ヒト抗体と反応する。この抗原抗体反応によって、電極４に被測定試料であるヒトＩｇＧが付着すると、その付着した質量に応じて共振周波数が変化する。この変化が、Ｓａｕｅｒｂｒｅｙにより提案された理論式と一致することは、実験的に証明されている。コンピュータ１００は、この理論式から電気的に得られた共振周波数を質量値に変換する。そして、どの程度の質量が付いたのかを判別するものである。

このように、溶液中においても水晶発振子をＱＣＭセンサとして使用することができるが、このままでは、各々の電極４が短絡してしまい、これを防止する必要がある。特に導電性の溶液においては、水晶発振子自身による信号以外の成分が大きくなり、不安定な結果やノイズの多い結果となり、微量物質の測定は行えない。

これを防止する方法として特許文献３に記載されているＯリングによって水晶発振子を挟む方法がある。図８（ａ）が平面図、図８（ｂ）が正面断面図である。このように水晶板１０をＯリング５０、５２で挟みつけることで、水晶板１０とＯリング５０、５２との間に溶液が浸入することを防止する方法である。

図８（ｃ）は、前述の構成に締付具を加えた構成を示している。上部締付具６０は、Ｏリング５０を保持し、下部締付具６２は、Ｏリング５２を保持する。こうすることで、電極１４は密閉された空間に保持される。この容器に溶液を浸漬させると、電極１２は溶液にさらされるが、電極１４はさらされないため、電極１２、１４が短絡することを防ぐことができる。

また、短絡を防止する方法として特許文献２に記載のものがある。図９に特許文献２に記載されている短絡防止方法の構成図を示す。電極１４側の水晶板１０の面にシリコーンゴム８２を接着剤８４で接着し、シリコーンゴム８２にはさらに接着剤８６によりプラスチック板８０が接着される。これにより、電極１４は密閉された空間に保持される。よって、電極１２と電極１４は短絡しない。

さらに、短絡を防止する方法として特許文献３がある。図１０に特許文献３に記載され
ている短絡防止方法の構成図を示す。図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は正面断面図である。片面被覆材３０は、電極１４を覆い、片面被覆材３０の内壁３２は水晶板１０の側面に接している。内壁３２は表面１０ａ側に延びている。この内壁３２と表面１０ａとの間には封止材４０が設けられている。なお、封止材４０は内壁３２と表面１０ａとに接着している。よって、電極１２側には溶液があるが、電極１４側には溶液が浸入しない。
特開昭６３−１１８３５号公報（図２（ａ）） 特開平１０−３８７８４号公報（図２） 特開２００１−１５３７７７号公報（図１、図５）

しかしながら、上記の方法にはそれぞれ欠点がある。まず、Ｏリングで挟む方法は、溶液が浸入することを防止するために、Ｏリングで直接水晶発振子を挟むため、水晶発振子が発振しにくくなる。また、Ｏリングで強く挟む場合には、水晶発振子を破壊してしまう。逆に、Ｏリングで緩く挟む場合には、溶液が浸入する。このように、適正な力で挟むことが困難であり、水晶発振子を挟む力が不均一になりやすい。

シリコーンゴムとプラスチック板で電極を覆う方法も、水晶発振子が発振しにくくなるという欠点がある。シリコーンゴムを水晶発振子に接着するためには、接着部位が水晶発振子の中心によってしまい、水晶発振子の端部で固定した場合と比べると、水晶発振子の発振を妨げる。加えて、シリコーンゴムやプラスチックも振動させることになるため、その分余計に振動エネルギーが必要になる。製造という点においても、接着材の塗布位置が水晶発振子の表面に塗布するため、塗布の仕方で大きく特性が悪化する。製造毎のバラツキも大きくなるため、実用性にも欠ける。

水晶発振子の端部と内壁とを接着剤で固定する方法は、Ｏリングやシリコーンゴムとプラスチックによる封止方法の欠点を改善する方法ではあるが、接着剤で固定するという点においては、水晶発振子の発振を妨げることになる。また、溶液を流すような場合には、内壁と発振子との間に空所が生じ、空所は泡を保持するため、水晶発振子の発振が不安定になる。さらに、水晶発振子の表面に接着剤が塗布されるため、発振子の端部において盛り上がりを生じる。このような接着剤の盛り上がりは、水晶発振子の固定を不均一にする。さらに、水晶発振子の表面に、多孔質メンブレンを利用する場合には、これと水晶発振子との接触の妨げになって、溶液反応の効率を減少させる結果となる。

そこで、本発明は、水晶発振子の発振を妨げることなく、電極間の短絡を防止し、多孔質メンブレンを利用する場合でも、溶液反応効率を妨げないＱＣＭセンサを提供することを課題とする。

そこで本発明のＱＣＭ分析装置は、以下に示す構成を採用する。

表面と裏面とを有する水晶板と、水晶板の表面と裏面に設けられた電極とを有する水晶発振子を有し、抗原抗体反応によって電極に吸着した被測定試料を分析するＱＣＭ分析装置であって、水晶板を保持する封止材と、封止材を保持する基板と、水晶発振子を封止材に引きつける引張り手段を有することを特徴とする。

また、封止材は弾性体であることが好ましい。

また、電極の材質は磁性材料を含むことが好ましく、特にニッケルであることが好ましい。

また、引張り手段は磁石による磁力を利用することが好ましい。

また、抗原抗体反応は、被測定試料に対する抗体又は抗原を電極の一方と、磁気粒子に固定化し、被測定試料を電極の一方と磁気粒子の両方に吸着させる反応であることが好ましい。

また、磁石による磁力は電極と磁気粒子の両方に作用することが好ましい。

また、基板はフローセル内に配置されることが好ましい。

また、フローセルは被測定試料を含む溶液を流すための多孔質メンブレンを有することが好ましい。

本発明のＱＣＭ分析装置においては、下記に記載する効果を有する。

水晶発振子を、弾性体で保持することによって安定した発振を行うことができる。

水晶発振子の封止方法として、引張り力を使うことで、従来のような両面圧着や接着剤による封止方法を使用する必要がなくなり、発振を妨げる要因を減少させることができる。

引張り力で封止することにより、水晶発振子表面に接着剤の盛り上がりやＯリングが配置されることを回避し、溶液中での不安定要因を排除することができる。

抗原抗体反応に磁気粒子を利用する場合、磁石による磁力は、電極を基板へ引きつける引張り力として働くとともに、磁気粒子を電極へ引きつける引張り力としても働き、安定して封止するだけでなく、より多くの被測定試料を電極へ反応させる効果を兼ねることができる。

水晶発振子へ溶液を誘導する多孔質メンブレンを利用する場合でも、封止方法として接着剤やＯリングを使用していないため、水晶発振子表面に接着剤やＯリングによる盛り上がりがなくなり、水晶発振子と多孔質メンレブンが密着されて、効率良く抗原抗体反応が行われる。

以下図面を用いて本発明を利用したＱＣＭ装置の最適な実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照数字及び記号は同じ又は同様の構成要素を指すものとする。

（第一の実施形態）
図１は本発明の実施の形態にかかるＱＣＭ分析装置内に配置されたＱＣＭセンサ１１１を示す図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す線Ａ−Ａに沿う断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。水晶板１０は、表面、裏面を有しており、表面と裏面には、それぞれ電極１２、電極１４が蒸着されている。このような構成の水晶板１０を水晶発振子１という。水晶発振子１は、ＡＴカット発振子が好ましく、その温度特性は特に優れている。図１（ａ）に示すように電極
１２、電極１４にはそれぞれリード電極２、リード電極３が設けられている。電極１２、電極１４は、金属の薄い層から構成され、金・クロムや金・ニッケルなどで構成される。好ましくは、電極１２、電極１４は金・ニッケルで構成される。ニッケルは強磁性体であり、磁化しやすい。クロムも磁性体であり磁化することができるが、ニッケルの磁化率の方が高いため、磁化しやすい。水晶板１０の厚さにおいて、その厚さは薄いほど共振周波数を高くすることができるが、薄すぎるために水晶板１０が破損したり、不安定な発振をする場合がある。このため、本発明の実施形態においては、４０μｍの厚さの発振子を採用している。その基本共振周波数は、３８ＭＨｚであり、安定に発振する。

水晶発振子１は、基板７２の上面に配置される。図１（ｂ）のように、基板７２の上面と対向する電極を電極１４、もう一方の電極を電極１２とする。リード電極２、３は、それぞれ外部端子と電気的に接続するために設けられている。図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、リード電極２は、水晶板１０の表面から端部へ至り、側面を通って下へ延び、そのまま裏面へと続いている。リード電極３は、水晶板１０の裏面のみに配置され、水晶板１０の端部までは至らない。図１（ｃ）に示すように、基板７２には、これらリード電極２、３と電気的に接続するための内部配線７１、６９が作られており、少量の導電接着剤６８により接続される。内部配線６９、７１は基板７２の内部を通り、基板７２の下面に続いている。基板７２の下面には、この内部配線６９、７１とを、外部へ接続するための外部端子７４、６７が配置されており、内部配線６９、７１と電気的に接続されている。この外部端子６７、７４に外部から交流電圧を印加することにより、水晶板１０を振動させることができる。

続いて、水晶発振子１の封止方法について図１を用いて説明する。基板７２には、あらかじめ弾性体７０を配置しておく。弾性体７０は、好ましくは、シリコーン樹脂が適しており、図１（ａ）に示すように、水晶板１０の外周と同程度の枠で配置される。さらに、その厚さは、電極１４の厚みよりも大きく、水晶板１０の厚さ（４０μｍ）程度が好ましい。また、弾性体７０は、電極１４に触れることがあってはいけないため、電極１４の端部から３００μｍ以上離して配置することが好ましい。弾性体７０が直接電極１４に接触すると、その接触により共振周波数が大きく変化してしまう。この弾性体７０に水晶発振子１をのせると、支持体となる弾性体７０が、水晶発振子１の振動を大きく阻害することなく柔軟に支持するため、安定した発振を行うことができる。ただし、弾性体７０に水晶発振子１をのせただけでは、弾性体７０と水晶発振子１との間に隙間が存在してしまう。この隙間が存在すると、溶液に浸漬させた場合に、弾性体７０と水晶発振子１との間に溶液が浸入する。この場合、水晶発振子１の電極１２と電極１４とが、溶液を通じて導通し、電極同士が短絡する。このような状況では、水晶発振子１の本来の特性よりも、短絡成分による影響が大きくなり、安定した発振が得られなくなる。

そこで、本発明の実施形態においては、磁石７３による磁力を用いた引張り手段によって、弾性体７０と水晶発振子１の隙間に溶液が侵入することを防いでいる。図１（ｂ）に示すとおり、磁石７３は基盤に７２下部に配置されている。この引張り手段は、電極１４の電極材料に強磁性体が含まれていることを利用し、磁石７３で電極１４を基板７２へ引きつける手段である。この磁石７３の引張り力（磁力）により、電極１４、即ち、水晶発振子１は、基板７２へ引きつけられ、弾性体７０との隙間を塞ぐ。この際に、水晶発振子１に物理的な力が加わるが、弾性体７０によりその外周部を柔軟に固定されるため、水晶発振子１への応力を緩和させることができる。これにより、溶液浸入による電極短絡を防ぐとともに、安定した発振を達成する。

次に、図２を用いて、ＱＣＭセンサ１１１の作成方法を説明する。なお、図２中において、内部配線６９と外部端子６７は記載されていないが、図１（ｃ）に示すように配置されている。図２（ａ）に示すように、まずは内部配線６９、７１が作成された基板７２を
作成する。このときに、外部端子６７、７４を内部配線６９、７１に接続しておく。基板７２は、熱、湿度などにより歪むことのない材質のものが選択される。好ましくは、ガラス・エポキシ基板により構成される。次の作成工程は、図２（ｂ）に示すように、水晶発振子１が配置される位置に、マスクシール７６を貼り付ける。そして、そのマスクシール７６の上から、撥水剤７５が塗布される。この撥水剤７５は、ＱＣＭセンサ１１１が溶液に浸漬される際に、溶液中の被測定試料が、水晶発振子１以外の部分に吸着してしまうことを避けるために塗布する。次の作成工程は、図２（ｃ）に示すように、初めに貼り付けたマスクシール７６を剥がす。これにより、水晶発振子１が配置される部分以外は、撥水性になり、被測定試料の吸着を防ぐことができる。次の作成工程は、図２（ｄ）に示すように、弾性体７０を配置する。弾性体７０の材質、配置方法については、先に説明した通りである。次の作成工程は、図２（ｅ）に示すように、内部配線６９、７１の上面側に、少量の導電接着剤６８を塗布する。この導電接着剤６８を塗布後、即ち導電接着剤６８が硬化する前に、水晶発振子１のリード電極２、３が内部配線６９、７１に対向するようにのせる。この状態は、導電接着剤６８により、リード電極２、３がそれぞれ内部配線７１、内部配線６９と導通している。ただし、上からのせただけなので、水晶発振子１と弾性体７０との隙間は存在している。次の作成工程は、図２（ｆ）に示すように、磁石７３を基板７２の下面に貼り付ける。磁石７３は、外部端子６７、７４に接触する部分のみに、穴があいている。ここで、磁石７３が基板７２の下面に貼り付けられると、水晶発振子１が基板７２の上面へ引きつけられて、水晶発振子１と弾性体７０との隙間が塞がる。以上のような作成工程により、ＱＣＭセンサ１１１は作成される。

ここからは、水晶発振子１を利用して、抗原抗体反応を行う仕組みについて説明する。水晶発振子１を用いて抗原又は抗体を測定する基本的な方法としては、水晶発振子１の電極１２上に、抗原又は抗体に特異的に結合する物質を吸着もしくは結合させておき、目的とする抗原又は抗体をその特異的結合体により補足し、生じる周波数変化から目的成分量を求めるものである。実際には、この抗原抗体反応だけでは十分な検出感度が得られないため、一般的には次に説明するような方法により目的成分量を求める。第一の方法は、水晶発振子１の電極１２に結合した、目的成分に特異的に結合する物質と目的成分とを結合させた後、この結合物と標識物質の結合した目的成分に結合する第二物質とを反応させ、間接的に電極１２に結合した標識物質量を測定する方法（サンドイッチ法）である。第二の方法は、水晶発振子１の電極１２と結合した、目的成分に特異的に結合する物質に、標準物質の結合した目的成分とを競合させて結合させ、間接的に電極１２に結合した標識物質量を測定する方法（競合法）である。このような方法により、微量な目的成分を、それよりも大きな標識物質として測定できるため、検出感度をあげることができる。目的成分に特異的に結合する物質としては、目的成分に特異的に結合する物質であればどのようなものでもよく、例えば目的成分が抗原である場合には、その抗原の抗体であるし、目的成分が抗体である場合には、その抗体に対する抗原である。目的物質がＩｇＧの場合にはプロテインＡやプロテインＧなどがあげられる。

ここで、標識物質を磁性粒子とし、かつ競合法を利用した場合について、その仕組みを説明する。図４（ａ）に示すように、標識物質である磁性粒子１０３には、抗原１０４と特異的に結合する抗体１０５が結合している。磁性粒子１０３としては、フェライトやマグネタイトなどの粒子が一般に用いられる。また、競合法より、この結合体と抗原１０４はあらかじめ結合させておく。この磁性粒子１０３と抗原１０４と抗体１０５が一体となった結合体を磁性結合体とする。水晶発振子１の電極１２上には、抗原１０４と特異的に結合する第二抗体が結合されている。このような状況において、磁性結合体を含む溶液を、図４（ａ）のように流すと、図４（ｂ）のように磁性結合体の抗原１０４と第二抗体１０２が吸着する。また、ＱＣＭセンサ１１１の基板７２の下面には、磁石７３が結合されており、図４（ｂ）の矢印に示すような磁力９０が働く。これにより、抗原抗体反応の吸着だけではなく、磁力９０によっても磁性結合体が引きつけられるため、検出感度をあげ
ることができる。このように、磁石９０は、水晶発振子１と弾性体７０との隙間を塞ぐだけでなく、磁性粒子１０３を引きつける効果もある。

目的成分の吸着による周波数変化と目的成分の質量とには相関があり、以下のSauerbreyの式１によって表すことができる。
ΔＦ＝−２×Ｆｒｅ×Δｍ/(Ａ×√(μ×ρ))（式１）
ここで、Ｆｒｅは目的物質吸着前の基本共振周波数、Ａは電極の面積、μは水晶発振子のせん断弾性係数、ρは水晶発振子の密度、ΔＦは重量付加による周波数変化、Δｍは重量変化である。この式１をΔｍについて解けば、電極１２上に吸着した目的成分の質量を求めることができる。

以下に本発明の第一の実施形態における構成を説明する。図３は、本発明のＱＣＭセンサ１１１をフローセル１０１に内蔵した構成を示している。フローセル１０１の内部は撥水処理が施されており、溶液中の被測定試料が、電極１２以外に付着しないような構成になっている。試料容器９１は、溶液を流す際の入り口となり、シリンジポンプ１１５は、その溶液を引き抜くために用意されている。試料容器９１、シリンジポンプ１１５には、それぞれチューブ１１３、１１４が接続され、溶液がフローされる。ソケット７８は、ＱＣＭセンサ１１１の外部端子７４と接続され、発振回路１１０による交流電圧を水晶発振子１に印加する。これにより、水晶発振子１は、固有共振周波数で振動する。フローセル１０１内の底面には、磁石７７が配置されており、ＱＣＭセンサ１１１の基板７２下面に配置されている磁石７３と引きつけあう。このように、磁石７３は、外部セルに組み込む際においても、安定してセルに固定することができる。発振回路１１０からの共振周波数は、カウンタ７９によりカウントされ、コンピュータ１００により解析され、溶液中の被測定試料の質量などを表示する。

次に本発明の第一の実施形態における測定方法を説明する。まず、図３の水晶板１０の電極１２上に、目的成分に特異的に結合する抗体又は抗原を結合させておく。抗原抗体反応に関しては、競合法による測定方法について説明する。即ち、フローセル１０１に流す被測定溶液として、目的成分と目的成分に特異的に結合する抗原又は抗体が結合された磁性粒子とを結合させた磁性結合体と、緩衝液とを、よく攪拌させた溶液を作成しておく。この被測定溶液は、水性媒体として緩衝液が使用される。緩衝液に用いる緩衝剤は緩衝能を有するものならば特に限定されない。緩衝液として、好ましくはＰＢＳを用いる。次に、図３において、試料容器９１に磁性結合体を含んでいないＰＢＳのみを添加する。図５に、測定中に水晶発振子１の共振周波数がどのように変化するかを示す。横軸は、経過時間で、時間０から共振周波数測定を開始し、ＰＢＳを添加する以前は、水晶発振子１は、空気中での共振周波数Ｆ０で発振している。ＰＢＳを添加した時間がＴ１を示している。このとき、空気中での共振周波数Ｆ０は、ΔＦ０減少し、Ｔ１時間において、共振周波数Ｆ１に変化し安定する。これは、ＰＢＳの溶液の粘度、圧力によって共振周波数が減少するために起こる。続いて、共振周波数がＦ１で安定した後、試料容器９１に磁性結合体を含んだ被測定溶液を添加する。磁性結合体を含んだ被測定溶液は、フローセル１０１内を移動し、この磁性結合体を検出部位である水晶発振子１の電極１２上に結合された抗原または抗体に供給する。基板７２の下面には、磁石７３が配置されているため、磁性結合体は、電極１２へ引き寄せられる。図５に示すように、被測定溶液を添加する直前Ｔ２時間の共振周波数Ｆ１は、Ｔ３時間のＦ２へと減少して安定する。このときに、共振周波数はΔＦ１減少したことになる。このΔＦ１は、磁性結合体が電極１２上に間接的に吸着したことを意味し、式１のΔＦに代入することで、Δｍ（質量）として求められる。これら共振周波数の変化は、発振回路１１０、カウンタ７９を介して、コンピュータ１００により解析される。

（第二の実施形態）
以下、第二の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態と同じ構成には、同一番号を付け、その説明を省略する。まず、図６を用いて、本発明の第二の実施形態における構成を説明する。メンブレン型フローセル１１２は、試料保持メンブレン１０７と、通液メンレブン８１と、反応空間２００と、第二の通液メンブレン２０１と、吸収メンブレン１０６と、ＱＣＭセンサ１１１とを有している。試料保持メンブレン１０７、通液メンブレン８１、２０１は、多孔質メンブレンであり、被測定物、標識体が吸着せずに流れるものであれば特に制限はない。部材としては、ガラス繊維、ニトロセルロース、各種のクロマトグラフィー用紙がある。メンブレン型フローセル１１２の内部は、第一の実施形態と同様に、撥水処理が施されている。吸収メンブレン１０６は、反応液、廃液を吸収でき、メンブレン型フローセル１１２内に配置できれば、特に制限はない。部材としては吸水性高分子化合物を使用することができ、セルロース、グラスファイバー、コットン、ポリウレタンなどがあげられる。ＱＣＭセンサ１１１は、磁石７３により、メンブレン型フローセル１１２内の磁石７７と引きつけあって結合している。このような構成により、第一の実施形態において必要であったシリンジポンプ１１５や、試料容器９１が必要なくなり、小型化が可能になる。

次に本発明の第二の実施形態における測定方法を説明する。まず、図６の水晶板１０の電極１２上に、目的成分に特異的に結合する抗体又は抗原を結合させておく。抗原抗体反応に関しては、競合法による測定方法について説明する。即ち、フローセルに流す被測定溶液として、目的成分と目的成分に特異的に結合する抗原又は抗体が結合された磁性粒子とを結合させた磁性結合体と、緩衝液とを、よく攪拌させた溶液を作成しておく。緩衝液として、好ましくはＰＢＳを用いる。次に、図６において、試料保持メンレブン１０７に磁性結合体を含んでいないＰＢＳのみを添加する。図５に、共振周波数と経過時間に関するグラフを示す。ＰＢＳを添加した時間がＴ１を示している。このとき、空気中での共振周波数Ｆ０は、ΔＦ０減少し、Ｔ１時間において、共振周波数Ｆ１に変化し安定する。続いて、共振周波数がＦ１で安定した後、試料保持メンブレン１０７に磁性結合体を含んだ被測定溶液を添加する。磁性結合体を含んだ被測定溶液は、通液メンブレン８１内を移動し、反応空間２００に達し、磁性結合体を検出部位である水晶発振子１の電極１２上に結合された抗原または抗体に供給する。基板７２の下面には、磁石７３が配置されているため、磁性結合体は、電極１２へ引き寄せられる。反応空間２００を通過したＰＢＳ及び被測定溶液は、通液メンブレン２０１内を移動し、吸収メンブレン１０６に吸収される。図５に示すように、被測定溶液を添加する直前Ｔ２時間の共振周波数Ｆ１は、Ｔ３時間のＦ２へと減少して安定する。このときに、共振周波数はΔＦ１減少したことになる。このΔＦ１は、磁性結合体が電極１２上に間接的に吸着したことを意味し、式１のΔＦに代入することで、Δｍ（質量）として求められる。これら共振周波数の変化は、発振回路１１０、カウンタ７９を介して、コンピュータ１００により解析される。

このように、フローセル内の流路を多孔質メンブレンによって構成することにより、小型化と構成の単純化を可能にし、使用者に使いやすい構成とすることができる。また、これに加えて磁石７３を利用することで、高効率で正確な測定結果を求めることができるようになる。

本発明のＱＣＭ分析装置内に配置されたＱＣＭセンサにおける構成図を示しており、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ間で切断した断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ間で切断した断面図である。 本発明のＱＣＭ分析装置内に配置されたＱＣＭセンサを作成するための作成工程を示しており、（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ第一〜第六の作成工程である。 本発明のＱＣＭ分析装置における第一の実施形態を示す構成図である。 本発明のＱＣＭ分析装置において、磁気粒子と磁石を利用した抗原抗体反応を説明する図であり、（ａ）は反応直前の状態、（ｂ）が反応中の状態である。 本発明のＱＣＭ分析装置において、共振周波数の変化と経過時間との関係を示すグラフである。 本発明のＱＣＭ分析装置における第二の実施形態を示す構成図である。 従来例におけるＱＣＭセンサの流路適用例の構成図である。 従来例におけるＯリングを利用したＱＣＭセンサの構成図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図、（ｃ）が封止例の断面図である。 従来例におけるＱＣＭセンサの断面図である。 従来例における弾性接着剤を利用したＱＣＭセンサの構成図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図である。

符号の説明

１ 水晶発振子
２、３ リード電極
１０ 水晶板
１２、１４ 電極
７０ 弾性体
７２ 基板
７３、７７ 磁石
７９ カウンタ
８１ 通液メンブレン
９０ 磁力
９１ 試料容器
１００ コンピュータ
１０１ フローセル
１０２、１０５ 抗体
１０３ 磁性粒子
１０４ 抗原
１０６ 吸収メンブレン
１０７ 試料保持メンブレン
１１０ 発振回路
１１１ ＱＣＭセンサ
１１２ メンブレン型フローセル
１１３、１１４ チューブ
１１５ シリンジポンプ

Claims (9)

1. 表面と裏面とを有する水晶板と、該水晶板の表面と裏面に設けられた電極とを有する水晶発振子を有し、抗原抗体反応によって前記電極に吸着した被測定試料を分析するＱＣＭ分析装置であって、
   前記水晶板を保持する封止材と、該封止材を保持する基板と、前記水晶発振子を前記封止材に引きつける引張り手段とを有するＱＣＭ分析装置。
2. 前記封止材は、弾性体であることを特徴とする請求項１に記載のＱＣＭ分析装置。
3. 前記電極の材質は、磁性材料を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＱＣＭ分析装置。
4. 前記電極の材質は、ニッケルを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＱＣＭ分析装置。
5. 前記引張り手段は、磁石による磁力を利用していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＱＣＭ分析装置。
6. 前記抗原抗体反応は、被測定試料に対する抗体又は抗原を前記電極の一方と、磁気粒子に固定化し、前記被測定試料を前記電極の一方と前記磁気粒子の両方に吸着させる反応であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＱＣＭ分析装置。
7. 前記磁石による磁力は、前記電極と前記磁気粒子の両方に作用することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＱＣＭ分析装置。
8. 前記基板は、フローセル内に配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＱＣＭ分析装置。
9. 前記フローセルは、被測定試料を含む溶液を流すための多孔質メンブレンを有することを特徴とする請求項８に記載のＱＣＭ分析装置。

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