JP2016004009A

JP2016004009A - センサ

Info

Publication number: JP2016004009A
Application number: JP2014125973A
Authority: JP
Inventors: 村上　達也; Tatsuya Murakami; 達也村上
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2016-01-12

Abstract

【課題】試料液の量が比較的少量であっても、効率的に検出できるセンサを提供する。
【解決手段】試料液の導入口２６から試料液の排出口２７に至る試料液の流路１８と、流路１８を流れる試料液に含まれる検出対象が付着する感応膜１０が形成されると共に、前記検出対象の前記付着によって共振周波数が変化する水晶振動子１とを備え、前記導入口２６から前記排出口２７に至る前記流路１８は、試料液が前記感応膜１０の形成領域を複数回流れるように、曲げられて形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、試料液に含まれる物質を検出するセンサに関する。

近年、試料液中の微量な物質を検出するセンサとして、圧電振動子である水晶振動子を試料液に晒して、水晶振動子の電極表面に物質が付着することによって、共振周波数が変化する性質を利用して微量な物質を検出するＱＣＭ(Quartz Crystal Microbalance)センサが利用されている（例えば、特許文献１参照）。このＱＣＭセンサは、１ｎｇ／ｃｍ²オーダーの物質の質量変化を検出することができる。

特許第４７８４２２２号公報

上記特許文献１のセンサは、水晶振動子を内蔵するセルの注入口から試料液を注入し、水晶振動子の電極面上を流れた試料液を排出口から排出するフローセル型のＱＣＭセンサである。

ＱＣＭセンサを、例えば、バイオセンサとして利用するような場合には、水晶振動子の電極上には、前記試料液中の特定物質と結合するセンサ膜が形成される。具体的には、センサ膜として、例えば抗体を電極上に形成し、抗原−抗体反応によって、特定物質としての試料液中の抗原をセンサ膜に結合付着させ、この付着による共振周波数の変化に基づいて、特定物質の質量変化を検出する。

上記特許文献１のようなフローセル型のＱＣＭセンサでは、セルの注入口から排出口へ至る流路を流れる試料液が、水晶振動子の電極面に形成されたセンサ膜上を流れることによって、試料液中の特定物質が、センサ膜に付着することになるのであるが、試料液が、センサ膜上を１回流れるだけでは、反応が十分に進まず、試料液中の特定成分がセンサ膜に十分付着しない場合がある。

かかる場合には、水晶振動子のセンサ膜に特定物質が十分に付着するまで、試料液を流し続けることになるので、使用する試料液の量が多くなる。

このため、使用できる試料液の量が比較的少量である場合には、精度の高い検出ができないという難点がある。

本発明は、上述のような点に鑑みてなされたものであって、試料液の量が比較的少量であっても、検出対象を効率的に検出できるセンサを提供することを目的とする。

本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。

（１）本発明は、試料液の導入口から前記試料液の排出口に至る試料液の流路と、前記流路を流れる前記試料液に含まれる検出対象が付着するセンサ膜が形成されると共に、前記検出対象の前記付着によって共振周波数が変化する圧電振動子とを備えるセンサであって、
前記導入口から前記排出口に至る前記流路が、前記試料液が前記センサ膜の形成領域を複数回流れるように、曲げられて形成される。

前記流路は、前記試料液が前記センサ膜の形成領域を複数回流れるように、曲げられていればよく、緩やかな曲げ、あるいは、急な曲げであってもよく、それらの部分を組合せてもよい。例えば、後述の二重渦巻等の渦巻状であってもよい。

センサ膜は、試料液に含まれる検出対象、例えば、酵素、抗体、たんぱく質、ホルモンなどの各種の物質が付着するものであるのが好ましい。

本発明によれば、圧電振動子には、試料液に含まれる検出対象が付着するセンサ膜が形成され、導入口から排出口に至る試料液の流路は、試料液がセンサ膜の形成領域を複数回流れるように、曲げられて形成されているので、試料液が、複数回に亘ってセンサ膜を繰り返し流れることになり、試料液が、センサ膜を１回だけ流れる場合に比べて、センサ膜に検出対象がより多く付着することになる。これによって、試料液が比較的少量であっても、センサ膜に検出対象を十分に付着させることができる。

（２）本発明の好ましい実施態様では、前記圧電振動子は、水晶振動片の両主面に励振電極が対向して形成される水晶振動子であり、前記センサ膜が、前記両主面の少なくとも一方の主面の前記励振電極上に形成される。

この実施態様によると、水晶振動片の主面の励振電極上に形成するセンサ膜を選択することによって、種々の検出対象をセンサ膜に付着させて検出することができる。

（３）本発明の好ましい実施態様では、前記水晶振動片の前記両主面には、前記励振電極から独立した基準電極が対向して形成され、前記両主面の前記一方の主面の前記基準電極は、前記センサ膜が形成されることなく、前記流路の途中に形成され、前記導入口から導入される前記試料液が、前記基準電極の形成領域を流れる。

試料液を流路に流したときの、励振電極による共振周波数の変化には、励振電極上に形成されたセンサ膜への検出対象の付着による共振周波数の変化以外に、例えば、試料液の粘度や密度などの他の要因による共振周波数の変化が含まれている。一方、基準電極には、検出対象が付着するセンサ膜が形成されていないので、試料液を流路に流したときの、基準電極による共振周波数の変化は、試料液を流したことによる共振周波数の変化であって、センサ膜への検出対象の付着による共振周波数の変化は含まれていない。

この実施態様によると、試料液を流路に流したときの、励振電極の共振周波数の変化を、基準電極の共振周波数の変化に基づいて補正することによって、試料液の粘度や密度などの他の要因による影響を除いて、精度良く検出対象を検出することができる。

（４）本発明の他の実施態様では、前記流路が、蛇行するように屈曲して形成される。

この実施態様によると、流路が蛇行して屈曲形成されているので、試料液を、複数回に亘ってセンサ膜の形成領域を通過するように流すことができ、これによって、試料液が、センサ膜の形成領域を流れる度に、試料液に含まれる検出対象がセンサ膜に付着し、多くの検出対象をセンサ膜に付着させることができる。

（５）本発明の更に他の実施態様では、前記流路が、複数の互いに略平行に延出する直線流路と、各直線流路を順次連結する折り返し流路とを備える。

この実施態様によると、直線流路を流れた試料液は、折り返し流路で折り返して次の直線流路を流れ、次の折返し流路で折り返して直線流路を流れるといったように、複数回に亘ってセンサ膜の形成領域を通過するように流れるので、試料液が、センサ膜の形成領域を流れる度に、試料液に含まれる検出対象がセンサ膜に付着し、多くの検出対象をセンサ膜に付着させることができる。

本発明によれば、導入口から排出口に至る試料液の流路は、試料液がセンサ膜の形成領域を複数回流れるように、曲げられて形成されているので、試料液が、複数回に亘ってセンサ膜を繰り返し流れることになり、試料液が、センサ膜を１回だけ流れる場合に比べて、センサ膜に検出対象がより多く付着することになる。これによって、試料液が比較的少量であっても、センサ膜に検出対象を十分に付着させて効率よく検出することができる。

図１は本発明の一実施形態に係るＱＣＭセンサを示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）はパッケージ内部の構成を示す概略正面図、（ｃ）はパッケージ内部の構成を示す概略側面図である。図２は図１のＱＣＭセンサの水晶片の電極形成部分を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図３は他の流路の構成を示す図である。図４は図１の流路形成体の製造工程を示す概略断面図である。図５は図１のＱＣＭセンサを用いた計測システムの概略構成図である。図６は本発明の他の実施形態のＱＣＭセンサの概略平面図である。図７は一重渦巻状の流路及び感応膜の概略構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明の一実施形態に係るセンサを示すものであり、同図（ａ）は概略平面図であり、同図（ｂ）はパッケージ内部の構成を示す概略正面図であり、同図（ｃ）はパッケージ内部の構成を示す概略側面図である。

この実施形態のセンサは、センサ素子として、圧電振動子である水晶振動子１を備えるＱＣＭセンサ２である。このＱＣＭセンサ２は、表面実装型であり、パッケージ３を備えている。このパッケージ３には、その表面側に、流路形成体１７が接合されたＡＴカット水晶振動子１が組込まれ、その裏面側に、水晶振動子１を発振させる少なくとも発振回路を含むＩＣチップ４が搭載される。

パッケージ３は、基板部を構成する矩形平板状の基材層３ａを備えると共に、この基材層３ａの上面に、上枠部を構成する第１,第２上部層３ｂ，３ｃが形成され、基材層３ａの下面に、下枠部を構成する下部層３ｄが形成される。このパッケージ３は、積層したセラミック等の絶縁シートを焼成して形成される。

基板部としての基材層３ａ上面の第１，第２上部層３ｂ，３ｃには、矩形の貫通孔がそれぞれ形成されて、水晶振動子１の矩形の水晶片５を載置するための第１収納凹部６が形成される。第１，第２上部層３ｂ，３ｃは、第１収納凹部６を囲む上枠部を構成する。第１収納凹部６の第２上部層３ｃ部分の貫通孔は、第１上部層３ｂ部分の貫通孔に比べて大きく、第１収納凹部６には、水晶片５の周縁部を支持する段部が形成される。

基材層３ａ下面の下部層３ｄには、矩形の貫通孔が形成されて、ＩＣチップ４を収納すると共に、封止用樹脂７で封止された第２収納凹部が形成される。

水晶振動子１の水晶片５は、平面視矩形に形成され、この水晶片５の表面及び裏面の両主面には、電極形成部分を示す図２に示すように、その中央部に長手方向（図２（ａ）の上下方向）に延びる矩形の励振電極８ａ，９ａが対向して形成されている。

表面側の励振電極８ａ上には、試料液に含まれる検出対象である特定物質が吸着等によって付着するセンサ膜としての感応膜１０が、電極形成部分を示す図２の仮想線で示されるように全面に形成されている。

励振電極８ａの一方側の長辺の一端（図２（ａ）では右側の長辺の下端）から引出電極８ｂが、水晶片５の端縁へ引出され、更に裏面側へ回り込むように延出されている。励振電極９ａの他方側の長辺の他端（図２（ａ）では左側の長辺の上端）から引出電極９ｂが、上記引出電極８ｂとは反対方向に引出されて水晶片５の端縁まで延出されている。

これら電極８ａ，９ａ；８ｂ，９ｂは、例えばクロム（Ｃｒ）／金（Ａｕ）やＴｉ(チタン)／Ａｕ（金)の積層膜により形成される。なお、電極材料は、これら金属に限らず、ニッケル（Ｎｉ）／銀（Ａｇ）やその他の金属を用いてもよい。

パッケージ３の第１収納凹部６の段部の上面には、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、水晶片５の引出電極８ｂ，９ｂに対応するように接続電極１１，１２が形成されており、これら接続電極１１，１２に、水晶片５の引出電極８ｂ，９ｂが、エポキシ樹脂等を用いた導電性接着剤１３を介して接続される。なお前記導電性接着剤として、エポキシ系以外の樹脂を用いてもよい。

基材層３ａの下面には、複数の電極パッド１４が設けられており、これら電極パッド１４には、ＩＣチップ４が、該ＩＣチップ４に設けられた金属バンプによって接続される。この基材層３ａの下面の複数の電極パッド１４は、図示しない内部配線を介して第１収納凹部６の接続電極１１，１２、及び、下部層３ｄの底面角部の実装用の外部端子１５に接続される。

水晶片５の周縁とパッケージ３の第１収納凹部６の内壁との間には、試料液が、第１収納凹部６内へ浸入するのを防止するために、絶縁性の封止材１６が充填されてシーリングされる。

水晶片５の表面側には、下面に溝が形成された流路形成体１７が、図１に示すように接合され、水晶片５の表面と流路形成体１７の下面とによって、試料液が流れる流路１８が形成される。

この流路１８の一端の導入口２６には、試料液を矢符で示すように導入する導入チューブ１９が接続され、他端の排出口２７には、試料液を排出する排出チューブ２０が接続されている。

この実施形態のＱＣＭセンサ２は、導入チューブ１９から導入した試料液を、感応膜１０上を通過させて排出チューブ２０へ排出する流路１８を有するフローセル型のＱＣＭセンサである。

この実施形態では、使用できる試料液の量が比較的少量であっても、試料液に含まれる検出対象を効率よく検出できるように、次のようにしている。

すなわち、流路１８は、図１（ａ）に示すように、試料液が、励振電極８ａ上の感応膜１０上を繰り返し流れることがきるように、蛇行した形状に屈曲形成されている。

この蛇行した流路１８は、複数の互いに平行に延びる直線流路１８ａと、各直線流路１８ａを順次連結する折り返し流路１８ｂとを備えており、折り返し流路１８ｂは、略直角に屈曲された２つの屈曲部によって構成されている。なお、屈曲部を緩やかに曲線状に屈曲させて折り返すようにしてもよい。

このように流路１８は、直線流路１８ａと折り返し流路１８ｂとを、交互に繰り返すように屈曲形成されているので、導入口２６から排出口２７に至る流路１８は、その途中で感応膜１０が形成された領域を、複数回、この例では５回横切ることになる。試料液が流れる流路８と感応膜１０とが重なる領域が、試料液中の検出対象である特定物質を検出するための検出領域となる。この例では、図１（ａ）に示すように、流路１８が感応膜１０を横切る５つの第１〜第５検出領域３０₁〜３０₅を合わせた全領域が、検出領域となる。

この実施形態では、導入口２６から導入された試料液は、排出口２７へ至る流路１８の途中で、５回に亘って各検出領域３０₁〜３０₅を流れることになる。これによって、試料液が、第１検出領域３０₁を流れる際に、試料液中の特定物質が感応膜１０に付着しなくても、試料液が、第２検出領域３０₂を流れる際に、試料液中の特定物質が感応膜１０に付着することができ、試料液が、第２検出領域３０₂を流れる際に、試料液中の特定物質が感応膜１０に付着しなくても、試料液が、第３検出領域３０₃を流れる際に、試料液中の特定物質が感応膜１０に付着することができるといったように、上流側の検出領域で感応膜１０に付着しなかった試料液中の特定物質が、下流側の検出領域で感応膜１０に付着することができ、第１〜第５検出領域３０₁〜３０₅を合わせた検出領域全体として、感応膜１０に付着する特定物質の付着量が多くなる。

したがって、試料液が、感応膜１０を１回だけ流れる従来の構成に比べて、試料液が、各検出領域３０₁〜３０₅を流れる度に、試料液中の特定物質が感応膜１０に付着し、感応膜１０に付着する特定物質の付着量が多くなる。これによって、試料液が、比較的少量であっても、試料液中の特定物資を、感応膜１０に効率よく付着させて、特定物質を精度良く検出することができる。

しかも、流路１８を蛇行するように屈曲形成して、試料液が、感応膜１０上を繰り返し流れるようにしているので、パッケージ３内の限られたスペースで、試料液を、感応膜１０と効率的に接触させて特定物質を付着させることができる。

また、この実施形態では、各折り返し流路１８ｂの２つの屈曲部は、略直角に屈曲しているので、この屈曲部で試料液の流れが阻害され、試料液が攪拌されるという効果を有し、試料液が、屈曲部の下流側の検出領域を流れる際に、特定物質が効率よく感応膜１０に付着する。

流路１８は、上記の形状に限らず、例えば、図１（ａ）において、斜め下方に延びる流路が折り返して連続する鋸歯状やその他の形状、例えば、図３に示すように、外周側の導入口２６から内周側の中央部へ向けて反時計回り（又は時計回り）に渦巻状に形成し、連続して中央部から外周側の排出口２７へ向けて時計回り（又は反時計回り）に渦巻状に形成する二重渦巻状の流路１８₁等の渦巻状としてもよい。

このような渦巻状の流路に、遠心力の影響を受けない程度の流速で試料液を導入することによって、２つの屈曲部で流路を１８０度屈曲させて折り返す流路に比べて、より安定した検出が可能となる。すなわち、流路が曲げられることによる抵抗の変化は、流路を流れる試料液の流量の変化と等価であり、試料液の流量が変化すると、試料液の粘性が変化するために、水晶振動子に対する質量付加が変化して検出に影響を及ぼすことになるが、渦巻状の流路は、１８０度屈曲させて折り返す流路に比べて流路の抵抗変化が小さく、安定した検出が可能となる。

上記図１の流路１８を形成するための流路形成体１７は、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）からなり、次のようにして、蛇行した溝を形成する。

すなわち、図４（ａ）に示すように、予め流路１８の溝に対応する凸部２１ａが形成された金型基板２１を準備する。この金型基板２１は、例えば、水晶、ガラス、シリコンなどからなり、フォトリソグラフィーなどによって流路１８の溝に対応した蛇行した凸部２１ａが形成される。

この金型基板２１上に、図４（ｂ）に示すように、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）１７ａを流して硬化させ、図４（ｃ）に示すように、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）１７ａを、金型基板２１から剥離し、流路１８に対応する溝１７ｂが形成されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、すなわち、流路形成体１７を得ることができる。

この流路形成体１７を、感応膜１０等が形成された水晶片５の表面側に、位置合わせして接合することによって、試料液が流れる流路１８が形成される。

流路形成体１７と水晶片５との接合は、例えば、水晶片５側から紫外線を照射することによって行うことができ、あるいは、両者１７，５を加圧接触させることによって行うことができる。

なお、溝１７ｂの断面形状、すなわち、溝１７ｂを、その長手方向に垂直な面で切断したときの形状は、矩形状に限らず、Ｖ字状、Ｕ字状、円弧状など任意である。

この実施形態のＱＣＭセンサ２は、例えば、有機化合物や生体分子を検出対象としたケミカルセンサやバイオセンサなどに好適であり、次に、この実施形態のＱＣＭセンサ２を用いた計測システムの構成例について説明する。

図５は、図１のＱＣＭセンサ２を用いた計測システムの概略構成図である。

この計測システムは、導入チューブ１９を介してＱＣＭセンサ２の流路１８に導入され、排出チューブ２０へ排出される試料液中の特定物質の質量等を計測するものである。試料液は、例えば、特定物質を含む緩衝液であり、緩衝液としては、生理食塩水、人工汗液、純水などである。

発振回路を含むＩＣチップ４を内蔵したＱＣＭセンサ２は、外部の周波数カウンタ２２に接続される。ＱＣＭセンサ２の励振電極８ａの表面には、特定物質が付着する感応膜１０が形成されており、このＱＣＭセンサ２に導入された試料液は、上記流路１８によって感応膜１０上を複数回に亘って横切るようにして流れた後、排出チューブ２０へ排出される。

先ず、ＱＣＭセンサ２のＩＣチップ４によって水晶振動子１を発振させ、周波数カウンタ２２によって水晶振動子１の共振周波数を計測する。ＱＣＭセンサ２の流路１８には、図示しないマイクロポンプによって、導入チューブ１９を介して試料液が、例えば、数ｍｌ／ｍｉｎ程度の流速となるように導入される。ＱＣＭセンサ２に導入された試料液は、感応膜１０上を複数回に亘って横切るように流れ、試料液中の特定物質が、感応膜１０と反応して結合付着し、励振電極８ａの質量が増加する。励振電極８ａの質量が増加すると、水晶振動子１の共振周波数が低下する。この共振周波数の低下量等を、周波数カウンタ２２を介してコンピュータ２３によって解析することによって、試料液中の特定物質の質量等を算出する。

［実施形態２］
ＱＣＭセンサでは、試料液の特定物質が感応膜１０に付着することによる共振周波数の変化は極めて小さいため、流路１８を流れる試料液の流速によっては、試料液の粘度や密度などの他の要因の影響を無視できない場合がある。

かかる場合、従来では、感応膜を形成していないＱＣＭセンサを用いて、試料液を流したときの共振周波数の変化を予め計測しておき、次に、感応膜が形成されているＱＣＭセンサを用いて、試料液を流したときの共振周波数の変化を計測し、予め計測した共振周波数の変化分を差し引くことによって、試料液の粘度や密度などの他の要因の影響を補正するようにしている。

図６は、試料液の粘度や密度などの他の要因の影響を補正するためのＱＣＭセンサ２ａを示す概略平面図であり、図１の実施形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。

この実施形態のＱＣＭセンサ２ａでは、水晶片５の表面及び裏面には、励振電極８ａ，９ａと独立して、励振電極８ａ，９ａよりも小さい矩形の基準電極２４ａ，２５ａが、対向して形成されている（図６では、表面側の基準電極２４ａのみを示している）。表面側の基準電極２４ａは、試料液が流れる流路１８の途中、この例では、第５検出領域３０₅よりも上流側に形成されている。

この基準電極２４ａには、励振電極８ａとは異なり、試料液に含まれる特定物質が付着する感応膜１０は、形成されていない。基準電極２４ａ，２５ａは、励振電極８ａ，９ａと同様に、引出電極、及び、図示しない接続電極や電極パッドを介して対応する発振回路を含むＩＣチップ４に接続される。

基準電極２４ａには、感応膜１０が形成されていないので、流路１８を流れる試料液が、基準電極２４ａ上を流れても検出対象である特定物質が付着することはない。

この実施形態では、流路１８に試料液を流したときの、基準電極２４ａ，２５ａによる共振周波数の変化に基づいて、励振電極８ａ，９ａによる共振周波数の変化を補正して、試料液の粘度や密度などの他の要因による影響をなくすようにしている。

この実施形態によれば、従来のように、感応膜を形成していないＱＣＭセンサを用いて、試料液を流したときの共振周波数の変化を予め計測しておくことなく、試料液の粘度や密度などの他の要因による影響を補正することができる。

なお、基準電極２４ａ，２５ａは、上記の位置に限らず、上流側に形成してもよいし、あるいは、下流側に形成してもよい。また、基準電極２４ａ，２５ａは、一対に限らず、複数対形成してもよく、例えば、上流側の導入口２６の近傍、下流側の排出口２７の近傍、及び、それらの中間位置などに各対の基準電極をそれぞれ形成してもよい。

（他の実施形態）
ＱＣＭセンサのパッケージの材料は、セラミックに限らず、ガラス、水晶、シリコンなどであってもよい。

励振電極８ａ，９ａの大きさや形状、及び、流路１８の長さや形状は、上記実施形態に限るものではなく、また、各検出領域３０₁〜３０₅は、上記実施形態のように、同じ大きさでなくてもよく、例えば、下流側の検出領域ほど、長さを短くしてもよく、またこれとは逆に下流側の検出領域ほど、長さを長くしてもよい。あるいは、各検出領域３０₁〜３０₅を、１つの直線流路１８ａに対して互いに離間した状態で複数それぞれ形成し、例えば、検出領域３０₁〜３０₅からなる列を、複数列形成してもよい。さらには、上流側および下流側の検出領域の大きさに対して、中流側の検出領域の大きさを相対的に大きく、若しくは、小さくなるように形成してもよい。

図７（ａ），（ｂ）は、一重渦巻状の流路１８₂，１８₃及び感応膜１０₂，１０₃の構成例を示す概略平面図である。

図７（ａ）は、外周側の導入口２６から内周側である中央部の排出口２７に向かう一重渦巻状の流路１８₂において、例えば、菱形状の感応膜１０₁を形成したものであり、試料液が、流路１８₁の外周側から内周側へと進むにつれて感応膜１０₂上を通過する、太い実線で示される検出領域が漸次長くなる傾向となる。

図７（ｂ）は、内周側である中央部の導入口２６から外周側の排出口２７に向かう一重渦巻状の流路１８₃おいて、例えば、胴の中央部が細い鼓形状の感応膜１０₃を形成したものであり、試料液が、流路１８₃の内周側から外周側へと進むにつれて感応膜１０₃上を通過する、太い実線で示される検出領域が漸次長くなる傾向となる。

流路１８₂，１８₃を流れる試料液中の特定物質は、より早い段階で試料液と接触することになる上流側の検出領域で感応膜１０₂，１０₃に付着し易い傾向があり、下流側へ進むにつれて、上流側の感応膜１０₂，１０₃に付着した分、特定物質の濃度が低下することになる。上記図７（ａ），（ｂ）では、下流側の検出領域が、上流側の検出領域に比べて長くなるので、試料液中の濃度の低くなった特定物質が、下流側の検出領域で感応膜１０₂，１０₃に付着し易くなり、特定物質を効率的に検出することができる。

ＱＣＭセンサは、発振回路を内蔵することなく、外部の発振回路に接続するようにしてもよい。

上記実施形態では、流路形成体に溝を形成して流路を構成したが、水晶片、あるいは、水晶片と流路形成体の両者に溝を形成して流路を構成してもよい。

深さや幅といった流路の大きさは、試料液が流れる方向に沿って一定でなくてもよく、流路の大きい部分などがあってもよく、例えば、折り返し流路の部分の流路を大きくしてもよい。

１水晶振動子
２，２ａＱＣＭセンサ
３パッケージ
５水晶片
８ａ，９ａ励振電極
１０感応膜（センサ膜）
１７流路形成体
１８流路
１８ａ直線流路
１８ｂ折り返し流路
２４ａ基準電極

Claims

試料液の導入口から前記試料液の排出口に至る試料液の流路と、前記流路を流れる前記試料液に含まれる検出対象が付着するセンサ膜が形成されると共に、前記検出対象の前記付着によって共振周波数が変化する圧電振動子とを備えるセンサであって、
前記導入口から前記排出口に至る前記流路が、前記試料液が前記センサ膜の形成領域を複数回流れるように、曲げられて形成されることを特徴とするセンサ。
前記圧電振動子は、水晶振動片の両主面に励振電極が対向して形成される水晶振動子であり、
前記センサ膜が、前記両主面の少なくとも一方の主面の前記励振電極上に形成される、
請求項１に記載のセンサ。
前記水晶振動片の前記両主面には、前記励振電極から独立した基準電極が対向して形成され、
前記両主面の前記一方の主面の前記基準電極は、前記センサ膜が形成されることなく、前記流路の途中に形成され、
前記導入口から導入される前記試料液が、前記基準電極の形成領域を流れる、
請求項２に記載のセンサ。
前記流路が、蛇行するように屈曲して形成される、
請求項１ないし３のいずれかに記載のセンサ。
前記流路が、複数の互いに略平行に延出する直線流路と、各直線流路を順次連結する折り返し流路とを備える、
請求項１ないし４のいずれかに記載のセンサ。