JP2017062253A - バイオセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
バイオセンサ100は、主に第1カバー部材1、第2カバー部材2および検出素子3からなる。第1カバー部材1は、第1基板1aおよび第1基板1a上に積層される第2基板1bを有し、第2カバー部材2は、第2基板1b上に積層される第3基板2aおよび第3基板2a上に積層される第4基板2bを有する。検出素子3は弾性表面波素子であり、主に素子基板10、第1IDT(InterDigital Transducer)電極11、第2IDT電極12および検出部13からなる(図5参照)。
じである。この第4基板2bが切欠き8が形成された第3基板2aと接合されることによって、第2カバー部材2の下面に溝部15が形成されることとなる。すなわち、切欠き8の内側に位置する第4基板2bの下面が溝部15の底面となり、切欠き8の内壁が溝部15の内壁となる。溝部15は、流入口14から少なくとも検出部13の直上領域まで延びており、断面形状は、例えば矩形状である。
せるためのものであり、第2IDT電極12は、第1IDT電極11で発生したSAWを受信するためのものである。第1IDT電極11で発生したSAWを第2IDT電極12が受信できるように、第1IDT電極11と第2IDT電極とは同一直線状に配置されている。第1IDT電極11および第2IDT電極12の電極指の本数、隣接する電極指同士の距離、ならびに電極指の交差幅などをパラメータとして周波数特性を設計することができる。IDT電極によって励振されるSAWとしては、種々の振動モードのものが存在するが、検出素子3においては、例えば、SH波とよばれる横波の振動モードを利用している。
そこで、バイオセンサ100においては、図4に示すように、検出素子3が実装される第1カバー部材1に素子収容凹部5を設け、この素子収容凹部5の中に検出素子3を収容することによって、検体溶液の流路が塞がれないようにしている。すなわち、素子収容凹部5の深さを検出素子3の厚みと同程度にし、その素子収容凹部5の中に検出素子3を実装することによって、溝部15によって形成される流路を確保することができる。
次に、第2の実施形態に係るバイオセンサ200について、図10および図11を用いて説明する。図10はバイオセンサ200に使用される実装用部材31およびカバー部材32の分解斜視図であり、図11は断面図であり、図11(a)、図11(b)はそれぞれ図4(a)、図4(b)に対応する断面である。
次に、第3の実施形態に係るバイオセンサ300について、図12乃至図15を用いて説明する。
細管現象が起こりやすくなるように、補助基板35は、少なくともその表面が親水性を有するようにしている。なお、仕切り壁43を形成しているため、仕切り壁43まで到達した検体溶液はそこで堰き止められ、第1孔部41を介して空間38の中に入っていく。
次に、第4の実施形態に係るバイオセンサ400について、図18乃至図20を用いて説明する。
2・・・第2カバー部材
3・・・検出素子
4・・・凹部形成用貫通孔
5・・・素子収容凹部
8・・・切欠き
10・・・素子基板
11・・・第1IDT電極
12・・・第2IDT電極
13・・・検出部
14・・・流入口
15・・・溝部
16・・・第1貫通孔
17・・・第2貫通孔
18・・・排気孔
19・・・第1引出し電極
20・・・第2引出し電極
21・・・第1保護部材
22・・・第2保護部材
23・・・第1振動空間
24・・・第2振動空間
31・・・実装用部材
35・・・補助基板s
Claims (17)
- 上面に素子収容凹部を有する第1カバー部材と、
前記素子収容凹部に収容された素子基板、および該素子基板の上面に位置した、検体の検出を行う少なくとも1つの検出部を有する検出素子と、
該検出素子を覆うようにして前記第1カバー部材に接合された、前記検体が流入する流入口および該流入口から少なくとも前記検出部上まで延びた溝部を有する第2カバー部材と、を備えたバイオセンサ。 - 前記素子基板の上面の前記素子収容凹部の底面からの高さは、前記素子収容凹部の深さと同じかまたはそれよりも低い請求項1に記載のバイオセンサ。
- 前記溝部は、前記第2カバー部材を平面透視したときに、前記流入口から前記検出部に向かって該検出部を超えて延びた部分である延長部を有し、
前記第2カバー部材は、前記延長部に繋がった排気孔をさらに有する、請求項1または2に記載のバイオセンサ。 - 前記第1カバー部材は、平板状の第1基板と、該第1基板の上面に接合された、凹部形成用貫通孔を有する平板枠状の第2基板とを有し、
前記素子収容凹部の底面は前記凹部形成用貫通孔の内側に位置する前記第1基板の上面であり、前記素子収容凹部の内壁は前記凹部形成用貫通孔の内壁である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のバイオセンサ。 - 前記第2カバー部材は、厚み方向に貫通した切欠きを有する平板状の第3基板と、該第3基板の上面に接合された平板状の第4基板とを有し、
前記溝部の底面は、前記切欠きの内側に位置する前記第4基板の下面であり、前記溝部の内壁は前記切欠きの内壁である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のバイオセンサ。 - 前記検出素子は、
前記素子基板の上面に位置して、前記検出部に向かって伝搬する弾性波を発生させる第1IDT電極と、
前記素子基板の上面に位置して、前記検出部を通過した前記弾性波を受信する第2IDT電極と、
第1凹部を有し、該第1凹部の内面および前記素子基板の上面で囲まれた空間である第1振動空間内に前記第1IDT電極を密閉するように前記素子基板の上面に位置している第1保護部材と、
第2凹部を有し、該第2凹部の内面および前記素子基板の上面で囲まれた空間である第2振動空間内に前記第2IDT電極を密閉するように前記素子基板の上面に位置している第2保護部材と、をさらに有する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のバイオセンサ。 - 前記検出素子は、
前記第1IDT電極から前記検出部とは反対方向に引き出された、端部が前記第1保護部材の外側に位置する第1引出し電極と、
前記第2IDT電極から前記検出部とは反対方向に引き出された、端部が前記第2保護部材の外側に位置する第2引出し電極と、をさらに有する、請求項6に記載のバイオセンサ。 - 前記検出素子は、
前記素子基板の上面に位置して、前記検出部に向かって伝搬する弾性波を発生させる第1IDT電極と、
前記素子基板の上面に位置して、前記検出部を通過した前記弾性波を受信する第2IDT電極と、
第1凹部を有し、該第1凹部の内面および前記素子基板の上面で囲まれた空間である第1振動空間内に前記第1IDT電極を密閉するように前記素子基板の上面に位置している第1保護部材と、
第2凹部を有し、該第2凹部の内面および前記素子基板の上面で囲まれた空間である第2振動空間内に前記第2IDT電極を前記第2振動空間内に密閉するように前記素子基板の上面に位置している第2保護部材と、をさらに有し、
前記検出素子は、
前記第1IDT電極から前記検出部とは反対方向に引き出された、端部が前記第1保護部材の外側に位置する第1引出し電極と、
前記第2IDT電極から前記検出部とは反対方向に引き出された、端部が前記第2保護部材の外側に位置する第2引出し電極と、をさらに有し、
前記第3基板は、前記切欠きが延びている方向と直交する方向における該切欠きの両隣に第1貫通孔および第2貫通孔をさらに有し、前記第1貫通孔は、前記第1引出し電極上に位置し、前記第2貫通孔は、前記第2引出し電極上に位置しており、
前記第3基板の前記切欠きと前記第1貫通孔との間の部分である第1仕切り部は、前記第1保護部材上に位置し、前記第3基板の前記切欠きと前記第2貫通孔との間の部分である第2仕切り部は、前記第2保護部材上に位置している、請求項5に記載のバイオセンサ。 - 前記第1仕切り部は、前記第1保護部材との間に隙間を有して前記第1保護部材上に位置し、
前記第2仕切り部は、前記第2保護部材との間に隙間を有して前記第2保護部材上に位置している、請求項8に記載のバイオセンサ。 - 前記第1引出し電極の前記第1保護部材の外側に位置する部分を被覆する第1絶縁性部材と、
前記第2引出し電極の前記第2保護部材の外側に位置する部分を被覆する第2絶縁性部材と、をさらに備えた、請求項9に記載のバイオセンサ。 - 前記検出素子は、前記検出部を複数個有し、
該複数個の検出部は、前記溝部の延びている方向に沿って配列している、請求項1乃至10のいずれか1項に記載のバイオセンサ。 - 検体が流入する流入口を端部に有するとともに、前記流入口につながった溝部を上面に有する実装用部材と、
前記検体の検出を行う少なくとも1つの検出部を主面に有し、該主面が前記実装用部材の上面に向き合った状態で前記検出部が前記溝部上に位置するようにして、前記実装用部材に実装された検出素子と、
下面に素子収容凹部を有し、前記検出素子を前記素子収容凹部に収容するようにして前記実装用部材に接合されたカバー部材と、を備えたバイオセンサ。 - 検体の流入口、該流入口に繋がった溝状の流路、および該流路に繋がった凹状の空隙を有するカバー部材と、
前記空隙に収容された素子基板、および該素子基板の上面に位置した、前記検体に含まれる成分と反応する検出部を有する検出素子と、を備えたバイオセンサ。 - 前記流路の内面は親水性を有している、請求項13に記載のバイオセンサ。
- 前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間に介在する補助基板をさらに備え、
前記検出素子は、前記素子基板の上面に位置して、前記検出部を取り囲む枠体を有しており、
前記補助基板は、前記枠体の前記検出部を取り囲む部分および前記検出素子の側面と前記素子収容凹部の内壁との間の隙間を塞ぐとともに、前記溝部から前記枠体の前記検出部を取り囲んだ枠内に通じる第1孔部を有する、請求項1に記載のバイオセンサ。 - 前記補助基板は、前記溝部から前記枠体の前記検出部を取り囲んだ枠内に通じる第2孔部をさらに有しており、
前記第1孔部は、前記第2孔部よりも前記流入口寄りに位置している、請求項15に記載のバイオセンサ。 - 前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間に介在する補助基板をさらに備え、
該補助基板は、前記素子基板と重なる領域に孔部を有しており、
該孔部の内壁は、平面視したときに前記素子基板の上面の外周よりも内側に位置している、請求項1に記載のバイオセンサ。
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